Bacterias que enferman a los alimentos

Cambio climático, plagas, bacterias que enferman a los alimentos y altamente resistentes a antibióticos, armas biológicas y hambruna son palabras que parecieran salir de una novela de ciencia ficción y de no realizar cambios estructurales en la forma de vida las estaremos escuchando y viviendo en un futuro medianamente corto.

De acuerdo con la FAO, en el reporte “Cómo alimentar al mundo en 2050”, se prevé que para ese año habrá un tercio de bocas más para alimentar para llegar a un número cercano a los 10 millones de habitantes sobre la tierra. Asimismo, seguirán los cambios en las dietas, por lo que la demanda de algunos alimentos disminuirá (trigo) y de otros aumentará de forma considerable (productos pecuarios, lácteos y aceites vegetales).

Alimentar a una gran cantidad de bocas sobre la tierra será un verdadero reto, para lo cual se requiere invertir recursos para maximizar la producción y reducir al mínimo el desperdicio de alimentos, la segunda parte llega a un grado de obscenidad.

En el reporte presentado por Jenny Gustavssson y Ulf Soesson -Global Food Losses and Food Waste- presentado en Save Food Congress 2011,  aproximadamente un tercio de todos los alimentos se van directo a la basura: 1.3 billones de toneladas. Una gran parte de ese desperdicio proviene de los países ricos, en donde la cantidad desperdiciada por año equivale a la producción total de África subsahariana (222 millones de toneladas).

El desperdicio por persona por año en un país desarrollado (USA y Europa) es 12 veces el desperdicio de una persona del sureste de Asia o África subsahariana donde alcanza los escasos 11 kg. Entre los alimentos con mayor desperdicio están los productos hortofrutícolas.

Desperdicio de alimento vs pérdidas alimentarias

Es importante distinguir entre desperdicio de alimento y pérdidas alimentarias.

Desperdicio de alimento se refiere cuando se envían alimentos en un estado totalmente comestible a la basura, problema relacionado principalmente a los países industrializados, con valores de hasta 115 kg por persona al año.

Por otro lado, las pérdidas alimenticias están relacionadas a países en vías de desarrollo principalmente, éstas pueden ocurrir durante la producción, cosecha, post cosecha y fases del proceso, infraestructura limitada, bajos niveles tecnológicos y reducida inversión en los sistemas de producción, factores comunes para mantener los niveles de estas pérdidas.

¿Cómo considerar que un alimento está totalmente apto para ser comestible? El alimento debe mantener sus valores nutricionales constantes durante la vida de anaquel, presentar concordancia entre lo descrito en etiquetado y el contenido, ser sensorialmente aceptable y estar libre de agentes que afecten la salud del consumidor, por lo que invertir en procesos para prolongar la vida de anaquel es invertir en oportunidades de venta muchos mayores, recordemos que el consumidor adquirirá el producto comprando en primera instancia con los ojos.

Los cambios que afecta al alimento se pueden agrupar, al igual que los peligros, en físicos, químicos y biológicos.

Dentro de los cambios físicos están aquellos causados por el movimiento de agua como el desecado, hidratado, reblandecimiento, agregados.

Como cambios químicos se pueden señalar la oxidación y la reacción de Maillard, cambios debido a la actividad enzimática: lipofenol oxidasa, lipooxigenasa, lipasas, proteasas y amilasas. El deterioro microbiológico se define como una alteración bioquímica perceptible que ocurre en los alimentos por los microorganismos alcanzando la más alta densidad celular sobre la comunidad microbiana y este deterioro es causado por el grupo microbiano dominante.

Microorganismos deterioradores

Entre los efectos deterioradores del alimento como productos resultantes de microorganismos se encuentran, en mayor parte, la producción de ácido láctico, ácido acético, gas hidrógeno y dióxido de carbono, causando sabores agrios y empaques que se inflan.

Como productos menores se encuentran tioles, esteres, aminas y peróxidos causando olores negativos, defectos de sabores y cambios en la coloración.

Entre las enzimas producidas por microorganismos deterioradores se pueden enlistar las proteasas, lipasas y amilasas que al final de la historia causan cambios estructurales y de sabor.

Actividades microbianas

Del total de pérdidas alimenticias, se estima que el 25% es por actividades microbianas en las fases de post-cosecha y post-sacrificio animal.

La presencia de microorganismos en el alimento y ambientes alimenticios presenta una dicotomía importante.

Por un lado, los microrganismos producen efectos positivos y una gran cantidad de alimentos que no existirían sin la interacción de estos seres.

Por el otro, tenemos la actividad no deseable en el alimento donde encontramos la presencia de microorganismos toxigénicos (como S. aureus y C. bolutilum), microorganismos infectivos (como Salmonella y Listeria monocytogenes) y un grupo de microorganismos asociados al deterioro directo del alimento.

Bacterias Ácido Lácticas

El más claro ejemplo de esta dicotomía son las Bacterias Ácido Lácticas (BAL), mismas que se utilizan como iniciadores en la industria láctea en la elaboración de productos como la leche fermentada; están ampliamente asociados a productos hortofrutícolas y materias primas de origen natural; esta propiedad es ampliamente utilizada para la producción de vegetales y carnes curadas. En fechas más recientes como prebióticos en suplementos dietéticos y agentes de la bioconversión.

El grupo de las Bacterias Ácido Lácticas está presente en una gran variedad de ambientes y alimentos, algunos autores las consideran como la distribución más amplia de entre todas las bacterias.

Tienen capacidad de fermentar azúcar y producir aromas y texturas claves en algunos alimentos y producir ácido, son Gram +, no producen enzima Catalasa, anaerobios facultativos, no espatulados (Excepto Sporolactobacillus), no son móviles y son ácido tolerantes. Este grupo de microorganismos puede desarrollarse desde los 5°C hasta los 45°C y con un pH donde muchos otros microorganismos no pueden desarrollarse (5.5-6.5).

Como miembros del grupo de bacterias ácido lácticas se incluyen microorganismos de distribución ambiental, miembros de la microbiota de cada planta, comensales en humanos y animales y algunos patógenos oportunidad. Son típicas BAL los géneros: Lactobacillus, Leuconostoc, Pediococcus, Aerococcus y Streptococcus.

Las Bacterias Ácido Lácticas se desarrollan bien en hábitat ricos en nutrientes como son frutas y hortalizas, productos cárnicos y lácteos, son un grupo exigente en demandas nutricionales, ya que requieren amino ácidos, péptidos, bases nitrogenadas, vitaminas, minerales, ácidos grasos y carbohidratos.

La importancia del proceso metabólico

El desarrollo de este tipo de microrganismos confieren estabilidad al alimento por medio del proceso metabólico, el ácido que producen puede ser capaz de inhibir el desarrollo de otras bacterias deterioradoras y patógenas por disminución de pH, producción de ácidos orgánicos.

El circulo virtuoso metabólico de este grupo de microorganismos incluye disminución de pH, producción de ácidos orgánicos, de bacteriosinas, de H2O2, de etanol, consumo de nutrientes, disminución del potencial óxido reducción. Adicional como productos secundarios pueden producirse compuestos como ácido acético, ácido fórmico, etanol y dióxido de carbono.

Es importante señalar que no todos los microorganismos deterioran el mismo grupo de alimentos ni a la misma velocidad por lo que es vital conocer el número y el tipo de microorganismos “normales” del alimento y sus metabolitos para saber en dónde y en qué niveles la presencia es considerada normal, peligrosa para la vida de anaquel, inaceptable o insuficiente.

Por medio del metabolismo se dividen en dos grandes grupo: Homofermentadores y heterofermentadores. Los homofermentadores solamente producen ácido láctico, dos moléculas de ácido por cada una de glucosa como son Lactococcus, Lactobacillus, Pediococcus, Enterococcus, Streptococcus.

El otro grupo llamado heterofermentativo, además del ácido láctico, produce otros compuestos como el ácido propiónico, acético, alcoholes, esteres y dióxido de carbono; como típicos microorganismos tenemos a Leoconostoc, Oeonococcus, Weisella, Carnobacterium.

La parte negativa del grupo es cuando producen un efecto indeseable en el alimento, que va desde cambios sutiles hasta volver al alimento un producto totalmente distinto al que salió de planta y por ende daños principalmente económicos relacionados a la baja selección o a la generación de quejas del rubro de calidad por parte de los consumidores.

Daños de las Bacterias Ácido Lácticas

Entre los cambios o daños que pueden hacer las BAL se pueden encontrar: la excesiva acidez de los alimentos, ruptura de las estructuras del mismo y causando cambios estructurales como lo es la formación de polisacáricos y decoloraciones (prolongada fermentación); la fermentación de un alimento que no debió ser fermentado; deterioro de productos frescos (hortofrutícolas y derivados), algunos vinos previa fermentación, carnes delicatesen y carnes frescas; alientos procesados de forma inadecuada (acidificados llenados en caliente), alimentos refrigerados llenados en frío o alimentos llenados en frío auto-estables (condimentos); sobre fermentación de alimentos fermentados con aparición de sabores extraños; vinos no intencionados de fermentación ácido láctica y la presencia de empaques que se inflan sin motivo aparente.

El grupo de las BAL presenta características que les permite crecer en sustratos donde sería imposible el desarrollo de otros microorganismos; son capaces de sobrevivir e incluso desarrollarse en productos como la cerveza, un ambiente hostil debido al contenido de etanol, dióxido de carbono, lúpulo y bajo pH, sin embargo microorganismos como Lactobacillus Leuconostoc causan turbidez, sedimentación, acidificación, olores desagradables y viscosidad.

BAL como método de control

El grupo de BAL es uno de los indicadores mayormente utilizados para estudios en el proceso de vida de anaquel, pues como se mencionó anteriormente es el agente causal de una gran mayoría de deterioro bacteriano; produce cambio de color en la carne, formación de gas en el queso, empaques inflados de alimentos al vacío, generación de olores desagradables (aromas a queso y/o malta), ácido, agridulce y baba en productos cárnicos, enturbiamiento en bebidas. Como forma positiva, en los últimos años, se utiliza el recuento de BAL para determinar la viabilidad de cultivos iniciadores, para realizar el recuento de probióticos debido a su habilidad de colonizar ambientes y por su amplia versatilidad metabólica.

Entre los alimentos donde el recuento de BAL toma una relevancia prioritaria, se pueden citar los cárnicos y marinos; salchichas, jamones, tocinos, pancetas, salchichones, patés y pescado ahumado; aderezos del tipo blue cheese, Dijon, ranch, vinagretas balsámicas, italianos, franceses y griegos; salsas como la mayonesa, mostaza, salsa casera, BBQ, salsa de soya, salsa tártara y worcestershire; fruta y sus derivados como vino, cidra y cerveza; vegetales como pepinillos, Miso, vegetales fermentados, kimchee, col ácida y lácteos como mantequilla, quesos suaves, leche cruda, yogur, sueros de leche cottage, jocoque y kéfir.

El recuento de BAL proporcionará información respecto del grado de contaminación, que conlleva a una reducción de la vida de anaquel o a un deterioro del tipo incipiente; no está directamente relacionado con un efecto nocivo a la salud sino a cuestiones de calidad.

Los muestreos deberán ser del tipo relajados. Algunos factores que ayudarán a decidir cuantas muestras se van a tolerar serán las condiciones de conservación, la temperatura del almacenamiento, la biota competitiva y las prácticas del consumidor.

De forma general, se tendrán que tomar al menos cinco muestras por lote. El valor ideal (m) será determinado como el valor aceptable y alcanzable de MO en el alimento, por lo que es imperante conocer el alimento.

El valor máximo aceptable (M) deberá, entonces, reflejar los valores a los cuales se alcanza a detectar el deterioro (olores, sabores) o a disminuir la vida útil.

Cuando se utiliza como criterio de higiene, el valor máximo deberá relevar condiciones inaceptables de higiene donde existe ya sea una contaminación, un crecimiento o ambos.

Cuando se utiliza para monitoreo ambiental, se deberá aplicar luego de cada proceso de limpieza y desinfección, recordando que se están buscando tres objetivos particularmente: nichos microbianos, reservorios y verificar la efectividad de la limpieza. Comúnmente se aplica estos criterios para equipo directamente en contacto con el alimento (zona 1) y equipo adyacente a el alimento (zona 2).

¿Cómo medir las BAL?

Es imperante conocer la ecología microbiana, ya que cuentas elevadas de BAL no significan necesariamente un defecto de calidad, todo depende del tipo de BAL presente y su capacidad de desarrollo o deterioro.

Por ejemplo, en carne de res, borrego, cerdo y pollo, un millón de BAL heterofermentativos pasa desapercibido con un ligero olor que desaparece; por otro lado, 10,000 células de BAL homofermentativos se detectan rápidamente causando rechazos sensoriales.

En un alimento fermentado encontraremos cuentas elevadas (hasta 100 millones) sin que eso represente un riesgo o un daño. Como regla general, si se el alimento no es fermentado y es mínimamente procesado, el encontrar un millón de BAL es un signo evidente de deterioro.

En otros alimentos como los que son productos térmicamente, alimentos auto estables acidificados o de bajo pH el encontrar una sola célula por gramo se considera deterioro, ya que indica un insuficiente tratamiento térmico o contaminación post-proceso.

Dentro de cada compañía cada vez toma más importancia realizar el monitoreo de este tipo de microorganismos para cuantificar cultivos y lograr producciones estables a lo largo del tiempo, como indicadores en la predicción de la vida de anaquel y como instrumento de la verificación efectiva de procesos de limpieza y sanitización.

Contar con un método rápido, confiable y con aprobaciones internacionales, será una herramienta invaluable para asegurar el control de este tipo de microorganismos.

Una vez que el alimento es deteriorado por BAL, es arrojado directamente a la basura, no se reutiliza en reprocesos o reciclados aunque este tipo de microrganismo no representen ningún riesgo a la salud.

El consumidor fácilmente lo podría mezclar con otros alimentos o cocinarlo para su consumo; sin embargo, al menor signo de deterioro (empaques inflados o malos olores) lo envía a la basura, lo que conlleva a aumentar aún más el desperdicio de alimentos en el mundo, alimentos que bien pudieron haberse consumido.

(*) Professionals Service de Food Safety en 3M México.