Unidad de trabajo 7. Los microorganismos y los alimentos. 1. Introducción 2. Microorganismos frecuentes en alimentos 3. Carnes, derivados cárnicos y aves 4. Pescados y productos de la pesca 5. Leche, huevos y derivados 6. Parasitosis en productos de origen animal 7. Frutas y verduras 8. Cereales y legumbres 9. Pan y otros alimentos de origen vegetal 10. Agua 11. Detección e identificación de microorganismos 1. Introducción La mayoría de las Enfermedades de Transmisión Alimentaria (ETA) afectan directamente al sistema digestivo, produciendo diferentes síntomas. Según su causa encontraremos 3 tipos: Intoxicación: ingestión de sustancias tóxicas o de las toxinas microbianas acumulada en un alimento. No se precisa la ingesta del microorganismo productor de la toxina, sino que es la misma toxina la que desencadena la enfermedad. Ejemplos, las toxinas de algunas bacterias como Clostridium botulinum, Staphylococcus aureus o Bacillus cereus o las micotoxinas, la histamina, etc. Toxiinfección: Ingestión de microorganismos presentes en los alimentos. Se necesitan ingerir en grandes cantidades, habitualmente. En el intestino es donde liberan la toxina que produce los síntomas de la enfermedad cuando mueren o esporulan. Ejemplos: Salmonella typhi, Escherichia coli, norovirus, toxoplasma gondii,… Infección: ingestión de microorganismos vivos, presentes en el alimento, incluso en pequeñas cantidades, que se multiplican generalmente en el tracto digestivo, causando enfermedad. También pueden producir toxinas una vez establecidos en el tracto gastrointestinal. Ejemplos: Rotavirus, Anisakis, Salmonella,… Las diferencias existentes entre infección y toxiinfección en que en la infección se han de ingerir pequeñas cantidades del MO para que resulte tóxico y en la toxiinfección se han de consumir grandes cantidades. En ambas situaciones los MO no producen una toxina en el alimento, sino que la expulsan en el interior del cuerpo. En cuanto a la contaminación de los alimentos, podemos distinguir dos tipos de microorganismos según si su presencia causará cambios en las propiedades organolépticas o si su presencia provocará el desarrollo de enfermedades en el huésped: - Microorganismos implicados en el deterioro de alimentos: cualquier cambio en las propiedades organolépticas de un producto alimenticio que lo hace inadecuado para el consumidor. Los alimentos deteriorados no son necesariamente alimentos que acarreen riesgos para la salud. Serán alimentos rechazados con frecuencia por el consumidor por su mala calidad. El deterioro dependerá de las condiciones de almacenamiento y de las características físico químicas del alimento. De esta forma, los alimentos que poseen mayor Aw, más pereceros serán. Veamos la clasificación en función de mayor a menor Aw: o Muy perecederos: carne, pescado, leche, huevos, vegetales y, sobre todo, las frutas. o Semi-perecederos: frutos secos, tubérculos, cereales, conservas, … o Estables o no perecederos: harina, pasta y azúcar. Los alimentos suelen deteriorarse por grupos específicos de microorganismos, es decir, cada alimento se suele deteriorar por un mismo MO (carnes por MO contenidos en el intestino, lácteos por bacterias del ácido láctico, etc.), no obstante, hay MO generalistas, como Pseudomonas, que coloniza y contamina muchos grupos de alimentos. El alimento es el “medio de cultivo” del microorganismo. Se produce una fase de latencia o adaptación, y una fase exponencial (difícil de detectar) que dará lugar a la alteración o deterioro. Los hongos son muy importantes en el deterioro. Un signo de deterioro alimentario sería la presencia de limo en el alimento, que es otro indicador de problemas por crecimiento microbiano. Son secreciones de mucosa de las bacterias o cambios conformacionales de proteínas del alimento, pero en esencia el limo aparece como una película muy delgada y pegajosa sobre el alimento. En la carne, por ejemplo, la formación de limo tiene lugar en la superficie y se debe a las bacterias lácticas, entre otras, mientras el agriado ocurre en el interior. El limo se detecta cuando la población microbiana alcanza un valor de 107 ufc/cm2 y la Aw está próxima a 0,99. - Microorganismos patógenos transmitidos por los alimentos: Los patógenos son agentes (virus, bacterias u otros) que pueden causar enfermedades. Hay ciertos patógenos que pueden transmitirse vía alimentaria generando un tipo de enfermedades llamadas ETAs (Enfermedades Transmitidas por Alimentos). Hay cuatro bacterias que son las responsables de la mayoría de estas enfermedades: Salmonella, Listeria, Norovirus Campylobacter y E. coli. Estos patógenos pueden encontrarse en los alimentos de manera natural, lo que no quiere decir que siempre provoquen enfermedades. Esto se suele dar por fallos a varios niveles: o En primer lugar, fallos que suceden directamente de la manipulación del alimento, ya sea recontaminando tras el cocinado por manipulación humana o del entorno, como por la cocción insuficiente de alimentos contaminados de forma natural. o Segundo fallo: el enfriamiento lento después del tratamiento térmico, un almacenamiento excesivamente prolongado o una refrigeración insuficiente pueden ser causas de proliferación microbiana que no tienen que ver con una manipulación directa de los mismos. o Además, se puede dar el caso de que haya un doble fallo donde, por ejemplo, un alimento contaminado por manipulación humana tenga una refrigeración insuficiente y sea todavía más rápida la multiplicación microbiana o y tenga peores consecuencias a la hora de desarrollar la ETA. Cuanto mayor número de patógenos más posibilidades de padecer una ETA. Los procesos propios del cocinado, como la fritura o la cocción suelen disminuir o hacer desaparecer estos patógenos evitando sorpresas desagradables. Además, para saber cómo se van a desarrollar los microorganismos, se deben conocer los factores que afectan al crecimiento y supervivencia de MO en alimentos. Tenemos varios tipos de factores: - Intrínsecos al alimento: nutrientes, estimulantes, inhibidores, Aw, pH, potencial red-ox. Extrínsecos: Ambientales como la temperatura, humedad relativa, atmósfera o el % oxígeno, o el procesado como la elaboración, manipulación o el almacenamiento. Implícitos: relacionados directamente con las propiedades del MO Los distintos factores están interrelacionados y no es posible considerar la influencia de cada uno de ellos de manera individual por lo que son los efectos combinados los que determinan si tendrá lugar el crecimiento o no. Hay muchos reglamentos que controlan la seguridad de los alimentos, en este caso destacaremos el Reglamento (CE) 2073/2005, de 15 de noviembre de 2005, relativo a los criterios microbiológicos aplicables a los productos alimenticios. 2. Microorganismos frecuentes en alimentos Como apunte, algunos microorganismos los encontraremos únicamente implicados o en el deterioro o en las enfermedades de transmisión alimentaria. Pero hay algunos, que pueden ubicarse tanto en el deterioro como provocando enfermedades, según sus cepas. 2.1. Microorganismos implicados en el deterioro de alimentos Las levaduras son resistentes a pH bajos y se asocian al deterioro de alimentos con alta actividad de agua y alto contenido de azúcar como zumos pasteurizados, fruta recién cortada o yogures. Zygosaccharomyces, Candida, Saccharomyces, Debaryomyces y Brettanomyces. Los mohos son hongos filamentosos, resistentes al pH bajo y, algunas especies, también al calor. Generalmente, se asocian a alimentos procesados y formulados para evitar el crecimiento de otros microorganismos, como la mermelada o los productos lácteos, pero los podremos encontrar en muchos tipos de alimentos como el pan, frutas o verduras. Ejemplos: Rhizopus, Cladosporium herbarum, Geomyces, Mucor spp., Penicillium spp., Aspergillus spp., Botritys cinérea, Phytophthora spp…. Bacterias. Hay muchos tipos de bacterias causantes del deterioro de alimentos, una de las más representativas serían las bacterias ácido-lácticas (BAL), que deterioran los alimentos debido a la producción de ácido láctico como metabolito durante el crecimiento bacteriano. Se asocian principalmente a productos cárnicos frescos o productos listos para el consumo (frutas, verduras, cerveza o vino). Otros ejemplos: Pseudomonas, bacterias ubicuas que alteran tipos de alimentos. Shewanella putrefaciens también altera distintos tipos de alimentos. Acinetobacter, Corynebacterium, Aeromonas, Moraxella, Erwinia carotovora… 2.2. Principales patógenos implicados en problemas alimentarios 2.2.1. Bacterias BACTERIAS Salmonella enterica - S.E. Typhy - S.E. Typhymorium - S.E. Enteritidis Características Bacilo Gram - no esporulado La mayoría móviles Anaerobio facultativo Vive de forma natural en el intestino de los mamíferos Shigella spp. - Shigella dysenteriae Campylobacter jejuni Yersinia spp. - Y. pestis (no aliment) - Y. enterocolítica Escherichia coli - Enteropatógénas - Enterotoxigénicas - Enteroinvasivas - Enterohemorrágicas* Vibrio - V. cholearae - V. parahemolyticus - V. vulnificus Listeria monocytogenes Staphylococcus - S. aureus Provocan intoxicación Clostridium - C. botulinum (intox) - C. perfringens (toxiinf) Bacillus - B. cereus Bacilo Gram – no esporulado No móvil Anaerobio facultativo Vive de forma natural en el intestino de los humanos Peligro: disentería bacilar SHU (toxina siga) Bacilo curvado Gram – Móvil Microaerófilo (5% O2) Reservorio natural: intestino aves, ganado porcino/bovino, roedores y otros Bacilo Gram – no esporulado Móvil Aerobio facultativo Psicrófilo (crece a 0-1ºC) Reservorio natural amplio: intestinos, ostras, agua, suelos... Bacilo Gram – Anaerobio facultativo Mesófilo (10-45ºC) Reservorio natural: intestino animales de sangre caliente *Peligro: Toxina Shiga SHU y PTT Vibrio Gram – Móviles Anaerobios facultativos Reservorio natural: zooplacton y tejidos de animales marinos Bacilo Gram + no esporulado Móvil Anaerobio facultativo Reservorio natural: suelos, aguas, plantas, intestino de animales (cerdos y vacas) … Peligro: población de riesgo Cocos Gram + no esporulados No móviles Anaerobios facultativos Hábitat natural: microbiota nariz, piel, pelo, plumas y garganta Peligro: enterotoxinas eméticas SST Bacilos Gram + esporulados Anaerobios Hábitat natural: ubicuo en diferentes ambientes Peligro: enteritis necrótica Bacilo Gram + endosporas Aerobio facultativo Reservorio natural: suelos y plantas 2.2.2. Hongos Lo vemos en la UT9 – Toxicología alimentaria. 2.2.3. Virus VIRUS Norovirus Hepatitis A Rotavirus Características Virus RNA cadena simple De los que más causan ETA Picornavirus RNA cadena simple Ruta fecal-oral y contacto directo Hay vacuna RNA doble cadena Muy frecuente en niños pequeños 2.2.4. Parásitos Un parásito es un organismo que vive a expensas de otros, llamados huéspedes. Si el huésped es un animal de abasto que posteriormente va a ser consumido por el hombre, se produce una transmisión vía alimentaria. En Europa, cada año se notifican más de mil casos de personas que se ven afectadas por infestaciones parasitarias transmitidas por alimentos. El principal parásito infectante a nivel del continente son los diferentes géneros de la familia Taeniidae. Pueden no parecer muchos casos, pero se debe tener en cuenta que la mayor parte de ellos no son notificados o es complicado conocer su causalidad, por lo que esta cifra supone un pequeño porcentaje del total. Su impacto real sobre la salud pública es difícil de evaluar. Los complejos ciclos de vida que tienen los parásitos, sus muy diversas rutas de transmisión y, sobre todo, los largos periodos de tiempo transcurrido entre la infección y los síntomas, hacen que sea poco conocida la relación entre los alimentos consumidos, la parasitosis final y sus vías de transmisión. Al igual que con los MO, la creciente tendencia del consumo de alimentos crudos o poco hechos, aumenta la prevalencia y el riesgo de patologías asociadas a la infección. Las enfermedades producidas por los parásitos de origen alimentario, a menudo se obvian o no se le da la importancia que debería, por quedar a la sombra de las toxiinfecciones alimentarias que tienen una mayor prevalencia. Los síntomas por una infección parasitaria producida por alimentos pueden variar mucho de unos parásitos a otros. Los protozoos suelen provocar diarreas y diversos síntomas intestinales, mientras que, en las infecciones por helmintos, la sintomatología puede ser más variada y aparecer también numerosos síntomas intestinales, así como cutáneos, dolores musculares, pérdida de peso, desnutrición… a) Protozoos Toxoplasma Gondii Es un parásito protozoario (MO parasitario unicelular) causante de toxoplasmosis, una patología especialmente peligrosa en mujeres embarazadas por el riesgo de transmisión al feto, pues puede provocarle daños neurológicos. Se trata de un parásito ubicuo en el medioambiente y puede infectar a una gran cantidad de huéspedes intermedios; el hospedador final son los felinos, que no presentan síntomas. La transmisión se produce a través de las heces de estos animales a animales de granja o directamente de los felinos a otros alimentos por defecación en su hábitat (hortalizas y agua). Cryptosporidium Parásito protozoo intestinal en personas y animales (mamíferos, aves y peces) que produce la criptosporidiosis, infección intestinal cuyos síntomas principales son diarreas y, en casos graves, vómitos y fiebre. Los ooquistes del parásito, una vez excretado en las heces, pueden sobrevivir fácilmente en el suelo y en condiciones adversas durante bastantes meses. La principal vía de contaminación es el alimento por consumo de leche y derivados lácteos sin pasteurizar o curar, verduras o mariscos crudos o poco cocinados. El parásito puede sobrevivir a la cloración del agua, a tener en cuenta en entornos como piscinas. Cryptosporidium también coloniza el hábitat marino infectando a los animales que habitan en él. Giardia lamblia Es un parásito microscópico que se encuentra en todo el mundo, en especial, en las zonas con higiene deficiente y con agua contaminada. La infección por Giardia (giardiasis) es una de las causas más frecuentes de las enfermedades transmitidas por el agua en Estados Unidos. Los parásitos se encuentran en lagos y arroyos en las zonas rurales, pero también en suministros públicos de agua, piscinas, jacuzzis y pozos. La infección puede transmitirse a través de los alimentos y mediante el contacto de persona a persona. Se encuentra principalmente en vegetales, sobre todo lechuga, guisantes y fresas. b) Helmintos Taenia solium y saginata Estos parásitos son cestodos (planos) que parasitan el tubo digestivo. La solium común se encuentra en cerdos y otros suidos como el jabalí, mientras que la saginata la encontramos en bóvidos. En los últimos años, ocupa el primer puesto mundial en el recuento de parásitos transmitidos por los alimentos y es uno de los principales motivos de muerte por causas alimentarias. Taenia solium a parte de teniasis, puede producir cisticercosis que es infección parasitaria de los tejidos causada por los quistes larvarios de Taenia. Estos quistes infectan el cerebro, los músculos y otros tejidos y son una de las causas principales de epilepsia en los adultos de la mayoría de los países de bajos ingresos. Anisakis El Anisakis simplex es un nematodo y el parásito más conocido entre todos los productos de la pesca. Se encuentra en muchos productos de pesca y sus larvas pasan vivas al aparato digestivo humano al ingerir pescado infectado. Es el que mayores brotes de infecciones alimentarias por pescado y cefalópodos causa. La anisakiasis humana es un problema de salud pública cuya incidencia está aumentando en los últimos años en todo el mundo, sobre todo en aquellos países con elevado consumo de pescado. Ello es debido principalmente a la mayor presencia del parásito en el pescado capturado, a la existencia de nuevos hábitos gastronómicos consistentes en el consumo de pescado crudo o sometido a preparaciones que no maten al parásito y a la disponibilidad de mejores técnicas de diagnóstico. Estos casos suelen darse, sobre todo, en el consumo habitual en nuestro hogar, ya que en restauración colectiva hay obligatoriedad de congelar el pescado que va a ser consumido en crudo. La especie más parasitada en Europa es la merluza, seguida de la anchoa, sardina, chicharro, arenque y bacalao. Entre los moluscos; el calamar, pulpo y sepia. Trichinella spp. Provoca la enfermedad llamada Trichinellosis/Triquinosis. La principal causante de esta enfermedad en el ser humano es la T. spiralis. Esta se transmite principalmente por cerdos y jabalíes, por medio del consumo de su carne poco hecha. Los animales infectados no muestran síntomas de la infección, de hecho, al ser humano es el único que sufre la enfermedad clínica. La mayor parte de brotes ocurridos en España proceden de animales de caza de autoconsumo y de cerdos consumidos en matanzas domiciliarias que no han pasado por el matadero y, por tanto, por un control con análisis de triquina. Estos análisis son oficiales y obligatorios en los mataderos de la UE. En el ciclo de vida, entran en juego, entre el ser humano y el cerdo, las ratas, que son las que transmiten los quistes del parásito. Además, también los podemos encontrar en frutas y verduras por contaminación fecal. Echinococcus granulosus y Echinococcus multilocularis Son cestodos como los anteriores, y la segunda causa de infección parasitaria más prevalente a nivel mundial. La gran mayoría de los casos de parasitosis son causados por E. granulosus, aunque los multilocularis son más patógenos y tienen mayor tasa de mortalidad. El ciclo de vida del E. granulosus implica a ganado doméstico mientras que E. multilocularis a animales de caza. La infestación en humanos causa la enfermedad conocida como hidatidosis; forman quistes hidatídicos en el hígado y los pulmones, que provocan síntomas digestivos y respiratorios según la localización de los quistes. 2.3. Principales alimentos implicados en problemas alimentarios Aquí ponemos a Estados Unidos de referencia, ya que es uno de los países más grandes con uno de los mejores sistemas de Seguridad Alimentaria que existe hoy en día. Es muy extrapolable a nuestro territorio, pero habrá que hacer distinciones en función de la cultura, costumbres alimentarias etc. Esta distribución quedaría así: - Carne y productos cárnicos 25% Alimentos de origen marino: 25% Carne de aves: 10% Huevos y platos con huevo: 10% Comidas exóticas: 10% Hortalizas: 7% Leche y productos lácteos: 5% Bollería rellena de nata: 5% Varios *Las frutas y verduras cada vez más Para ver datos actualizados sobre la UE, nos tenemos que ir al último informe sobre zoonosis publicado por la EFSA en 2021 y ver la tabla 63 de la página 185. https://www.aesan.gob.es/AECOSAN/docs/documentos/seguridad_alimentaria/control_oficial/20 21_Informe_Zoonosis_One_Health_Union_Europea.pdf 3. Carnes, derivados cárnicos y aves Como las carnes de mamíferos y las de ave tienen diferentes procesos de producción y sacrificio, las vamos a diferencian desde el punto de vista de su higiene y sus riesgos microbiológicos. La carne y sus derivados son alimentos ricos en nutrientes y con una Aw=0,99, lo que proporciona a los microorganismos la matriz adecuada para proliferar. Como apunte y para que se entienda de aquí en adelante, con canal de carne nos referimos al cuerpo entero del animal sacrificado tal como se presenta después de las operaciones de sangrado, eviscerado y desollado, sin cabeza ni patas. 3.1. Carnes y derivados cárnicos En los animales de producción, su contaminación externa y los restos de estiércol pueden acceder al músculo en el momento del despiece, al igual que el contenido intestinal en el momento de la evisceración. Por ello, hay que llevar a cabo estos dos procesos con extremo cuidado e higiene. La realización de prácticas de higiene eficaces durante el sacrificio y despiece es un elemento importante del sistema de controles necesarios para producir carne y productos cárnicos inocuos. Se ha constatado que no aplicar prácticas apropiadas de saneamiento e higiene personal, contribuye a la contaminación de la carne por microorganismos, patógenos u otros agentes físicos o químicos. Esto implica que la elevada carga que lleva el animal en su cuerpo puede alterar, una vez sacrificado, las partes que se extraigan de él en el matadero. La vida útil de la carne está directamente relacionada con dos variables muy importantes: el crecimiento de la carga microbiana y los cambios de color (oxidación). Como en cualquier otro alimento, en las carnes y derivados, aparece contaminación por microorganismos alterantes y patógenos. 3.1.1. Microbiología alterante Las carnes, pero sobre todo los procesados cárnicos, se deterioran muy rápidamente debido a su alto valor nutricional, su pH de entre 5,1 y 5,6 y su potencial de reducción, que permiten el crecimiento de microorganismos anaerobios en el interior de las piezas cárnicas y aeróbico en superficie. Los cambios organolépticos producidos durante la descomposición de estos productos (cambio de color, textura, olor, formación de limo, etc.) se deben a los microorganimos y sus metabolitos. Microorganismos que producen cambios organolépticos en carnes y preparados cárnicos Carne fresca En superficie: bacterias lácticas forman limo refrigerada Enverdecimiento: por oxidación de lactobacillus y otras acidolácticas Color verde por reacción de sulfuro de hidrógeno con hemoglobina (Shewanella putrefaciens) Carne fresca Deterioro por bacterias lácticas y Brochothrix thermosphacta refrigerada al vacío Deterioro por Pseudomonas cuando el % de O2 es elevado y lactobacillus o en atmósfera modificada Carne curada Las bacterias lácticas provocan agriado, formación de gas, limo y jugos cocida al vacío o blancos si en el momento del empaquetado hay valores <10 ufc/g pueden en atm modificada llegar a alcanzar 107 UFC/g en 7-12 días en refrigeración. Carne curada Licuación de la gelatina, agriado y producción de gas por enterococos y otras cocida envasada bacterias lácticas Procesados Mohos. Alteración superficial en carnes y procesados curados menor Aw cárnicos Canales Crecimiento superficial de moho en condiciones de refrigeración y desecada la superficie (Aw <0,95) por menor humedad ambiental que produce proliferación fúngica: Penicillium, Rhizopus, Cladosporium herbarum, Geomyces) y algunas levaduras La alteración de la carne en sus inicios, viene acompañada de una elevación del pH y del incremento en la hidratación de las proteínas cárnicas. Las carnes picadas en proceso de descomposición pueden llegar a alcanzar pH cercanos a 8,5. El picado de la carne acelera su proceso de alteración disminuyendo enormemente su vida útil. Microorganismos que antes del picado se encontraban solamente en la superficie, pasan a colonizar todo el producto. Las vísceras de los animales tienen un elevado pH y son más sensibles al deterioro y, por tanto, tienen una vida útil más corta. Shewanella putrefaciens se desarrolla en pH <6. 3.1.2. Microbiología patógena A día de hoy no existe ningún procedimiento de manejo o de procesado que pueda garantizar la ausencia de patógenos en la carne cruda. La carne de vacuno es un buen hábitat de crecimiento para ciertas cepas muy virulentas de E. coli que colonizan su tracto digestivo, como el E. coli enterohemorrágico (ECEH O157:H7), el enteropatógeno (ECEP) o el enterotóxico (ECET). Entre los patógenos más comúnmente transmitidos por la carne de vacuno están la Salmonella spp., Staphylococcus aureus y Clostridium perfringens, mientras que por la carne de porcino es más común la transmisión de Campylobacter jejuni y Yersinia enterocolítica. Como bacteria ubicua que es, la Listeria monocytogenes se suele encontrar con mucha frecuencia en carnes crudas, de cerdo, embutidos y todo tipo de procesados cárnicos. 3.2. Aves El sistema intensivo de cría que se sigue con las aves, basado en su hacinación, fomenta la fácil dispersión de microorganismos entre individuos. Además, si el ave mantiene la piel o las vísceras durante su proceso de producción, hay una mayor carga microbiológica en el producto final. Las bacterias encontradas en carnes de ave son principalmente Salmonella y Campylobacter. El procesado de estos animales sin unas pautas de manejo e higiene idóneas favorece que bacterias como estas y Listeria monocytogenes se transmitan al ser humano por el ave. 3.2.1. Microbiología alterante El principal MO causante de deterioro lo constituyen las especies de Pseudomonas, a las que son muy susceptibles, y otras como Acinetobacter, Corynebacterium y lactobacillus. Este deterioro suele limitarse a la superficie, pues los tejidos y órganos internos no suelen tener carga microbiana y, si la tienen, es en bajas cantidades y que no se reproducen a bajas Tª. En el deterioro de las carnes de ave, los malos olores se perciben antes de la formación del limo. En aves sin eviscerar, la Shewanella putrefaciens (procedente del intestino, es la que produce olor ácido en la carne. Por otro lado, la pechuga de pollo, al tener un pH ligeramente más ácido (5,7-5,9) que los muslos (6,3-6,6), tiene una mayor vida útil. 3.2.2. Microbiología patógena Salmonella spp., Campylobacter jejuni y Listeria monocytogenes se observan en porcentajes elevados en las canales de pollos y pavos. También aparecen diversas especies de Yersinia en ellas. Es muy frecuente la presencia, en el intestino de las aves, de Campylobacter jejuni, que acaba contaminando las canales en casos de mala praxis durante el procesado. 4. Pescados y productos de la pesca Los pescados y, en general, todos los productos de la pesca son alimentos muy perecederos. Requieren de un manejo pre y post mortem muy cuidadoso desde el punto de vista higiénico para mantener su calidad y seguridad alimentaria intactas. Al igual que las carnes, los cambios post mortem en los pescados producen importantes alteraciones sobre su bioquímica, lo que repercute directamente en sus cualidades organolépticas. En los cambios bioquímicos que se producen tenemos como causas aquellas producidas por una degradación primaria autolítica y una posterior degradación microbiana. Trabajar con el producto en perfectas condiciones de Tª, humedad e higiene producirá unas condiciones más seguras para este y, por ende, para el consumidor final. En el pescado fresco, las bacterias se encuentran en tres zonas principales: limo externo, agallas e intestinos. Dependiendo de los productos de la pesca, la carga microbiana variará. En caso de especies marinas, la flora microbiológica será halófila (capaces de desarrollarse a altas concentraciones salinas). Factores que influyen en alteraciones de productos de pesca: - Tª de las aguas donde se pesca Especie marina Condiciones de almacenamiento (Tª, higiene, humedad…) Condiciones de procesado (evisceración, limpieza, Tª…) Condiciones de envasado y conservación (Tª, higiene…) Si el producto es pescado en zonas cercanas a la costa o estuarios, la carga microbiana podrá ser mayor debido a la mayor contaminación humana. La pesca en aguas frías tendrá menor carga microbiana que en mares cálidos. Un buen control de Tª después de la pesca, conservando por debajo de 5ºC es un punto crítico para prevenir y controlar el crecimiento de una gran cantidad de microorganismos tanto alterantes como patógenos. 4.1. Microbiología alterante La degradación del pescado y de productos de la pesca, debido a la acción microbiológica, es rápidamente notoria, pues produce olores y sabores desagradables. La zona donde más rápidamente se produce alteración es en las agallas. Ese es el primer lugar en el que debemos comprobar la alteración del olor. La región braquial es la más sensible a la acción microbiana. Los principales signos de alteración son: - Pérdida de brillo y consistencia en los ojos Cambios en el color rojizo y vivo en las agallas Pérdida de la consistencia de la carne y de las escamas que se sueltan Cambios en el olor y formación de limo no deseado Si no se produce una rápida evisceración, la microbiota intestinal, puede contaminar paredes y tejidos internos de cavidad abdominal. Las Pseudomonas spp. son las principales bacterias alterantes, generalmente asociadas a productos de pesca en aguas templadas. Estas, junto a bacterias lácticas, Shewanella putrefaciens, Aeromonas, Shigella spp. y algunas especies de Vibrios, forman la flora habitual en estas aguas. A ellas se unen mohos y levaduras como MO alterantes frecuentes. Suele encontrarse presencia de Mycobacterium. En aguas frías, Shewanella putrefaciens es el principal MO causante en los pescados y mariscos. Estas alteraciones vienen mediadas por la producción de la bacteria de trimetilaminas (un gas producto de descomposición) y sulfuro de hidrógeno que producen los olores desagradables. Las Tª de almacenamiento inciden directamente sobre el tipo de especies de MO encontradas en ellos. En pescado sometidos a procesos de conservación como salado y ahumado, donde se produce un descenso muy importante de la Aw, aparecen alteraciones debidas a mohos y bacterias halófilas como Halobacterium spp. En el pescado de agua dulce encontramos como microbiología alterante Pseudomonas spp., Shewanella putrefaciens y Aeromonas spp. Gran cantidad del pescado que se consume hoy en día proviene de congelaciones que se llevan a cabo en tierra o en alta mar. En este caso, en el propio barco, se realizan diferentes fases del procesado del producto de la pesca, desde la extracción o captura propiamente dicha hasta diferentes tipos de procesado y la congelación final. Las especies de MO que se suelen aislar en este tipo de pescado y derivados son Pseudomonas spp. y Shewanella putrefaciens. La alteración que se produce en ciertos productos como las gambas es muy rápida debido a sus peculiaridades. Tras la pesca, mueren inmediatamente y su método de pesca por arrastre atrae lodos y contaminación que suele provocar recuentos altos en torno a 105 y 107 UFC/g. 4.2. Microbiología patógena La presencia de MO patógenos en los productos marinos es anecdótica, salvo si la pesca se lleva a cabo en zonas de aguas contaminadas. La incidencia en crustáceos y moluscos es mayor debido a que su pesca se suele producir en aguas de costa. Los moluscos se alimentan por filtración y tienden a acumular los MO del agua donde habitan. Las bacterias en los pescados y productos de la pesca como enterobacterias y Clostridium botulinum son muchas veces productoras de toxinas (UT 9). Especies de Vibrio son causantes de infecciones más comunes relacionadas con pescados y mariscos. Se suele encontrar Shigella y a veces Salmonella, aunque no son MO patógenos normales en los productos del mar. Si los mariscos y moluscos se crían en aguas contaminadas, pueden albergar más fácilmente virus, bacterias patógenas, toxinas y parásitos. En mariscos crudos o poco cocinados, el virus de la hepatitis A y norovirus es un riesgo a tener en cuenta. En productos de agua dulce, la carga microbiológica alterante dependerá mucho de la posible contaminación del hábitat. Se ha observado Clostridium botulinum, Salmonella, Shigella y tambien Campylobacter jejuni y Listeria en truchas y salmones criados en balsas. La contaminación de muchos productos de la pesca sobre los que se lleva a cabo un intenso procesado manual, facilita contaminaciones con estafilococos, Listeria y patógenos entéricos. 5. Leche, huevos y derivados Tanto la leche como los huevos son alimentos altamente nutritivos y con una Aw elevada, cosa que facilita el crecimiento de multitud de MO. Muchas veces ambos alimentos ya los traen, debido a la naturaleza y condiciones higiénicas del entorno donde se producen y de su puesta La leche y los huevos están asociados a lo largo de la historia a una alta transmisión de enfermedades debido a su consumo en crudo, algo muy habitual hasta hace no muchos años y que, aunque ya en desuso en la UE, aún sigue siendo costumbre en algunos ambientes rurales y en muchas partes del mundo. Actualmente, con la moda de la alimentación cruda, se vuelve a ver en ciertos sectores minoritarios de la población el consumo de leche directamente del animal. El consumo de huevos crudos también es habitual en ciertos remedios caseros y en alimentación hiperproteica de algunos deportistas, aunque el acceso cada vez mayor a ovoproductos pasteurizados en el mercado ha hecho que esta práctica entre deportistas haya disminuido. En cuanto a la legislación alimentaria destacamos el Reglamento (CE) n°853/2004 del Parlamento Europeo y del Consejo, de 29 de abril de 2004, por el que se establecen normas específicas de higiene de los alimentos de origen animal. 5.1. Leche y derivados La leche es un buen medio de cultivo para el crecimiento de los MO debido a su alta cantidad de nutrientes como los HC (lactosa) y proteínas de alto valor biológico, su Aw (0,99) y su pH entre 6,6 y 6,8. Se llama leche al alimento producido por la glándula mamaria de las hembras de los mamíferos. En esta definición no se incluyen las bebidas de origen vegetal (a excepción de la leche de almendras en España), por lo tanto, en este apartado no se mencionarán a las bebidas vegetales. Debido a la importancia en la alimentación occidental de la ingesta de leche y sus derivados, estos productos están sometidos a estrictos controles de higiene en la legislación europea. 5.1.1. Calidad de la leche Para controlar la calidad de la leche y evitar adulteraciones, Sanidad y los auditores de control alimentario tienen a su alcance toda una serie de materiales y kits para realizar mediciones de los parámetros de la leche a fin de hacer un primer control in situ, y de manera rápida y eficaz, de la calidad de la leche, tanto organoléptica como microbiana o química. 5.1.2. Microbiología de la leche Una de las cualidades que tiene la leches es que posee numerosos factores antimicrobianos como, por ejemplo, la lisozima y la lactoperoxidasa, proteínas quelantes como lactoferritina e inmunoglobulinas maternas. Los MO de la leche en condiciones naturales le proporcionan propiedades organolépticas muy definidas, tanto a esta como a los productos lácteos, pero cuando estos productos se contaminan con MO no deseables, pueden alterarla rápidamente o llegar a suponer un riesgo para la salud en caso de contaminación por MO patógenos. Debido al ambiente en el momento del ordeño, un foco de contaminación muy importante es la contaminación externa; el suelo y el forraje, la piel del animal, los utensilios o maquinaria de ordeño y, en general, todo el entorno representa un peligro de cara a la higiene e inocuidad del producto final. Los productos derivados de la leche, al modificarse su Aw, pH, potencial redox y otros parámetros, presentan diferencias en cuanto a su respuesta ante los MO con respecto a la leche. En la fermentación de la leche por bacterias lácticas para la formación de yogures, se produce una bajada de pH a 4 - 4,3, lo que inhibe el crecimiento de bacterias patógenas. En quesos semicurados y curados, el mismo proceso de curación es inhibitorio de crecimiento de MO. a) Microbiología alterante En la leche cruda refrigerada (pasteurizada), las Pseudomonas (fluorescens, aeruginosa y putida) son las que suelen producir las alteraciones más importantes provocando cambios en el aroma y el sabor. Una leche cruda refrigerada a 5ºC, que en el primer día tuviese una carga microbiana de 1 UFC/ml, al quinto día puede estar ya alterada. Otro grupo de bacterias alterantes son las coliformes, que producen gas usando la lactosa y son las responsables de la hinchazón en quesos. Esta ocurre en las primeras 48h de su producción. El Clostridium también puede producir este inflado anormal del queso, en este caso una hinchazón tardía por efecto de metabolización del ácido láctico. Es muy complicado que la leche cruda esté libre de coliformes, pero un recuento elevado implica mala praxis higiénica en los procedimientos de ordeño, transporte y almacenamiento. Las levaduras se pueden encontrar en la salmuera de algunos quesos, lo que provoca la formación de gases e hinchazón del envase donde se encuentre. Algunos géneros producen también enranciamiento de estos productos lácteos. Hongos de los géneros Mucor spp., Penicillium spp. y Aspergillus spp., en ambientes con elevada humedad o aguas estancadas o condensadas, producen alteraciones organolépticas en quesos, como coloraciones anormales, sabores amargos o alteraciones superficiales conocidas como “pelo de gato”. También podemos encontrar producción de aflatoxinas por Aspergillus spp., que trataremos en la UT de toxicología. b) Microbiología patógena Las vacas lecheras que padezcan mastitis, tanto clínica como subclínica, producen una elevada cantidad de células somáticas, pero también MO patógenos. Staphylococcus aureus, Streptococcus agalactiae, S. dysgalactiae, S. uberis y E. coli son bacterias normalmente presentes en casos de mastitis, pero también se pueden encontrar otras como Listeria monocytogenes, Staphylococcus epidermidis y Corynebacterium bovis. Otras bacterias causantes de zoonosis y que requieren una constante vigilancia por parte de los veterinarios son especies de Brucella como la abortus, melitensis, y ovis. También aparecen en la leche del ganado enfermo contaminaciones por Mycobacterium bovis y M. paratuberculosis. Si se da una contaminación por materia fecal tras el ordeño, podrán aparecen MO como Salmonella spp., Campylobacter spp. y Yersinia enterocolítica. 5.2. Huevo La estructura del huevo está diseñada para proporcionar resistencia a las roturas, así como evitar la contaminación interna. Tiene dos mecanismos de defensa antibacteriana: - El físico: cascara y cutícula, que tapona los microporos de esta. Varias membranas y barreras químicas: se encuentran en la yema y el albumen (clara), como la lisozima, la conalbúmina y su pH, que días después de la puesta llega a niveles de 9 – 9,4. Una vez que se elimina la cáscara para la elaboración de ovoproductos, aumenta el riesgo de contaminación. La contaminación del huevo se puede dar por tres vías: - Vía vertical (transovárica): Contaminación del albumen, membrana vitelina o yema por MO que infectan el aparato reproductor durante la formación del huevo y pasan a su interior. Salmonella enteritidis. - Vía horizontal (transcascárida): Contaminación producida después de la puesta por deposiciones fecales en la cáscara. Es la vía de contaminación mayoritaria. Vía lateral (externa): ocurre por contaminación a través del alimento, agua, e instalaciones o vectores como, por ejemplo, aves silvestres, roedores, animales domésticos y humanos. La penetración al interior del huevo por Salmonella y otras bacterias aumenta con la duración del contacto con material contaminado, especialmente durante el almacenamiento a altas temperaturas y alta humedad relativa. El uso de huevo en establecimientos queda regulado en el Real Decreto 1021/2022, de 13 de diciembre, por el que se regulan determinados requisitos en materia de higiene de la producción y comercialización de los productos alimenticios en establecimientos de comercio al por menor. 5.2.1. Microbiología alterante Las bacterias más comúnmente asociadas al deterioro del huevo son especies como Pseudomonas fluorescens, Acinetobacter y Moraxella. Ciertos mohos como Penicillium y Mucor suelen aparecer en ambientes con algo grado de humedad. 5.2.2. Microbiología patógena Los principales vehículos de infección de Salmonella en humano están asociados a las aves y los huevos. El modo de cría de las aves facilita la diseminación de esta especie bacteriana. S. gallinarum, S. pullorum, S. enteritidis y S. typhimurium son las principales que se encuentran en aves, colonizan su tracto intestinal y transmiten la infección al huevo tanto de manera vertical como horizontal. 6. Frutas y verduras Las frutas y verduras, como productos de origen vegetal, desde el punto de vista nutricional, son alimentos básicos en una dieta equilibrada, pero desde el punto de vista microbiológico tienen, debido a su naturaleza, sus propios riesgos. Estos riesgos se producen debido a una contaminación muy difícil de controlar, pues es ubica en el lugar donde se cultivan las frutas y las verduras. Pueden provenir del agua de riego, plagas, animales (domésticos o salvajes), el suelo donde se cultivan y recogen los cultivos, etc. Aparte de la importancia de la contaminación microbiológica, se puede producir también contaminación física por cualquier objeto y, sobre todo, contaminación química por productos como toxinas de algunos vegetales (como las setas) y químicos plaguicidas, cuando no se cumple el periodo de supresión del producto por parte del agricultor desde que se fumiga hasta que se recolecta y se vende. Tanto la contaminación química como la toxicológica producida por las propias plantas se verá en el tema de toxicología alimentaria. La contaminación microbiológica de frutas y vegetales tiene mucha relación con su modo de producción y el entorno de este, al igual que pasaba con los alimentos de origen animal. En cuanto a la carga microbiana que podemos encontrar en los vegetales, normalmente vamos a observar una importante diferencia entre aquellos que se cultivan bajo el suelo (tubérculos) o en el suelo, y aquellos cuyo crecimiento se produce elevado (legumbres y hortalizas). Cuando se hacen recuentos microbiológicos entre hortalizas recién sacadas de su medio, los alimentos que menos carga presentan suelen ser aquellos como el tomate, las judías o los pimientos, que no crecen a ras del suelo. Esto indica una fuerte influencia de la contaminación del suelo con respecto a la flora final en el alimento. No se trata de un factor determinante, aunque si importante, pues otros parámetros como el tipo de tejido de la hortaliza, su pH, etc., van a intervenir también en esta carga final. Además, la forma en que se recoja, cómo se procese, dónde se almacene, cómo se manipule, transporte, etc., va a influir no solo en la carga final sino también en los tipos de MO que nos vamos a encontrar en ellas. 6.1. Microbiología alterante Aunque ambas son vegetales, las analizaremos de manera diferente debido a su naturaleza, métodos de recogida, procesado, etc. Una de las principales diferencias es el pH, en las hortalizas, en general, varía entre 5 y 6 mientras que, las frutas, aunque con algunas excepciones, tienen un pH normal por debajo de 4,5. Estos valores implican que, mientras que a las verduras les afectan más las bacterias debido a que se encuentran en un pH acorde a sus necesidades, el pH ácido de las frutas, impide el crecimiento de muchas bacterias, sobre todo patógenas, pero no el de los mohos y levaduras, que encuentran en ellas condiciones ideales para su reproducción. 6.1.1. Frutas Ciertas propiedades como la piel dura protegen contra la entrada, en la pulpa, de los MO, insectos o parásitos que puedan infectar el producto. Cuando esta piel se rompe o magulla por un golpe o cualquier otro suceso, facilita esta entrada, por lo que el deterioro ocurrirá mucho antes. Estas heridas producidas en las frutas durante su manipulación, o incluso antes de la recogida, favorece la entrada de MO. Entre los hongos que podemos encontrar en la superficie de las frutas tenemos: - - - - Penicillium digitatum: Conocido como moho verde, es muy frecuente en cítricos. Se propaga cuando el fruto presenta heridas en su superficie y se desarrolla con más facilidad si la Tª >20ºC y con humedad elevada. La fuente de infección son sus esporas, que pueden provenir del suelo, otros frutos, el envase, etc. Inicia como una zona blanda humedecida que se extiende y se va cubriendo de moho blanco que, al aparecer las esporas, se vuelve de color verde. Penicillium italicum: Junto al anterior, es el más frecuente en cítricos. Puede permanecer mucho tiempo en la piel aprovechando sus heridas para entrar en contacto con los líquidos liberados y desarrollarse. Aunque, a veces, no necesita heridas para entrar, pues las hifas del hongo pueden penetrar la piel sana en ciertas circunstancias. La fuente de infección también son sus esporas. Inicia como una zona blanda humedecida que se extiende y se va cubriendo de moho blanco que, al aparecer las esporas, se vuelve de color azul, por eso se le conoce como moho azul. Phytophthora spp.: Provoca la marchitez de muchas especies de cultivos importantes. Este hongo, del filo Pseudofungi, puede sobrevivir durante varios años en el suelo. Las altas Tª y el exceso de agua del suelo favorecen su desarrollo. P. Citrophthora en cítricos causa el aguado o podredumbre marrón. Gloesoporium: causa importante deterioro en peras y manzanas almacenadas. La contaminación se produce en el campo; se introducen en el fruto a través de lenticelas (poros). 6.1.2. Hortalizas El alto contenido en agua de las hortalizas facilita también el crecimiento de MO alterantes. En las hortalizas recién cosechadas puede ser muy variable. Las enterobacterias son bacterias ubicuas en un entorno agrícola, por lo que suelen estar siempre presentes independientemente del producto hortofrutícola de que se trate. Las bacterias acidolácticas también son flora alterante que solemos encontrar sobre la superficie de muchos de estos productos. Clostridium y Bacillus se asocian más hortalizas que crecen en el suelo o debajo de él. Muchos de estos MO tienen entre sus características, la capacidad de romper los enlaces de celulosa y de los polímeros de pectina, por lo que provocan el reblandecimiento característico de la verdura podrida. Entre los hongos que pueden atacar las plantas y los cultivos tenemos la Phytophthora spp., que causa decadencia radicular, y pudrición de tallos, bulbos, hojas y frutos. Existen varios tipos de podredumbre que afectará de manera general a vegetales, la podredumbre blanda, provocada por la bacteria Erwinia carotovora, da una alteración de las pectinas dando lugar a una consistencia blanda y pulposa, mal olor y aspecto “empapado en agua”. Esta misma podredumbre también puede estar producida por el hongo Rhizopus stolonifer. La podredumbre gris, por otro lado, la causa el hongo Botritys cinerea. 6.2. Microbiología patógena Esta contaminación suele estar asociada a contaminaciones por abonos a base de estiércol o uso de aguas insalubres en el riego. El consumo crudo de estos productos es un riesgo importante para la salud. El lavado y desinfección reduce algo la carga microbiana, pero, sobre todo en ciertas verduras, es muy complicado eliminarla. Solo el tratamiento térmico adecuado será capaz de eliminar el riesgo. Se debe tener precaución con bacterias como el Clostridium que, en ciertos casos de anaerobiosis, puede formar toxina botulínica. MO como Salmonella, Norovirus o el virus de la hepatitis A, pueden afectar con frecuencia si asociamos el cultivo a mala praxis de abono o uso de aguas residuales. La contaminación de frutas y hortalizas durante el proceso de manipulación por parte del trabajador (Salmonella, Staphylococcus, etc.) pueden ser un factor de riesgo importante, con lo que las buenas prácticas higiénicas por parte de manipuladores son básicas para evitar toxiinfecciones alimentarias. 7. Cereales y legumbres Los granos, tanto de cereales como legumbres, están caracterizados por una baja Aw, por lo que, a pesar de su gran contenido en carbohidratos y proteínas, las bacterias tienen una baja capacidad de desarrollo en sus superficies o estructuras. Los MO que podemos encontrar en la superficie de los granos de manera natural suelen pertenecer a la flora natural que se encontraba en la planta o en el propio grano. Obviando esta flora, la contaminación microbiana suele provenir del suelo y va a estar influida también por las condiciones higiénicas del lugar donde se almacenan, procesan y transportan. También pájaros, insectos y roedores pueden aportar MO a los granos, ya que estos forman parte de su dieta. El control de plagas y vectores es por tanto muy importante a la hora de evitar la contaminación del producto. El cereal más consumido en el mundo es el trigo, especialmente el trigo duro y trigo blando. Si las condiciones de manejo, almacenamiento y manipulación del grano y sus harinas fuesen correctas, no deberían sufrir contaminaciones o alteraciones de origen microbiano. Es importante destacar que, unas correctas prácticas de cosechado, almacenamiento y transporte, desde el punto de vista de los daños que se le puedan acarrear al grano, inciden directamente en la carga microbiana que pueda desarrollarse en él. Además, se deben evitar los golpes o golpeteo continua de la maquinaria. La rotura de la cutícula del grano, permite la entrada de humedad, insectos, patógenos y otros MO, y facilita las condiciones para proliferar. Algunas medidas físicas de control para prevenir la infección por mohos y levaduras podría ser el control de higiene, controlar la humedad y Tª, airear el grano durante el almacenamiento y controlar el pH del producto. 7.1. Microbiología alterante En caso de que haya impurezas o se produzcan roturas en los granos, se puede permitir la entrada de MO que acabarán provocando el rápido deterioro del alimento y la expansión de la contaminación, con lo que la partida perderá calidad y mucho valor comercial. La contaminación por mohos es la causa más evidente de deterioro en este tipo de alimentos. Puede ocurrir en la plantación cuando el grano aún no está maduro. Los hongos en cereales van asociados a la formación de micotoxinas, riesgo muy relevante e importante. Para prevenir el crecimiento de mohos, el contenido de humedad del ambiente debe ser los más bajo posible. Aunque los niveles de mohos y levaduras pueden ser altos, si los granos están secos y en ambiente de baja humedad, mueren lentamente. Entre la flora fúngica que suele contaminar el grano podemos encontrar mohos como Aspergillus, Penicillium, Fusarium, Cladosporium, etc. Las principales alteraciones que causan en los granos son la decoloración total o parcial, el calentamiento y la pérdida de peso. Otros cambios o deterioros provocados por estos MO aparecen, por ejemplo, en el arroz como reacción ante ciertos mohos como algunas especies de Penicillium. Un cambio de coloración a amarillo de los granos indica presencia de estos mohos. Su baja Aw hace que solo ciertas bacterias como Bacillus puedan producir deterioro en el grano. Varias bacterias aerobias formadoras de endosporas producen amilasa, lo que les permite usar la harina y sus derivados como nutrientes. Durante el almacenamiento se puede producir lo que se llama viscosidad del grano. Es provocada por MO como el Bacillus subtilis, al ocurrir un encapsulamiento de este con hidrólisis de proteínas y el almidón del grano. Esto produce una coloración pardo-amarillenta de textura blanda y pegajosa. En cuanto a la formación de harinas, el género Bacillus en bacterias y mohos como el Rhizopus son dos de las principales alteraciones. Otras contaminaciones bacterianas por Enterobacter, E. coli o Klebsiella en el grano nos indican un contacto de este con contaminación de origen fecal, ya sea por contacto con animales, plagas o almacenamiento y transporte en condiciones insalubres, o en el momento de manipulación o procesado de ese grano. 7.2. Microbiología patógena Mientras que la población bacteriana no patógena de los granos puede ser alta, el nº de patógenos es bajo y suele incluir el Bacillus cereus, Clostridium perfringens y C. botulinum. A veces puede aparecer Salmonella spp. La baja Aw es el motivo fundamental para que las bacterias patógenas no se desarrollen en este alimento, a pesar de que, si están presentes en el grano, estos MO pueden sobrevivir a la molienda y llegar a contaminar las harinas. Si las condiciones de almacenamiento no son buenas y se produce en ambientes con elevada humedad y calor, se desarrollarán gran cantidad de mohos en el alimento, que se convertirá en un riesgo para la salud pública. Mohos como Aspergillus, Fusarium y Penicillium, producirán micotoxinas como las Aflatoxinas, Zearalenona y Ocratoxina A, que son muy peligrosas. 8. Pan y otros alimentos de origen vegetal Las masas de harina, a través de diferentes tipos de elaboraciones, darán lugar a productos de panificación. Los diferentes usos a los que se puede destinar esta masa serán la panadería, pastelería y la bollería. Los alimentos horneados con alto contenido en humedad son buenos medios de cultivo para el desarrollo de MO tanto alterantes como patógenos. 8.1. El pan Según el Real Decreto 308/2019, de 26 de abril, por el que se aprueba la norma de calidad para el pan, este es “el producto resultante de la cocción de una masa obtenida por la mezcla de harina y agua, con o sin adición de sal, fermentada con la ayuda de levadura de panificación o masa madre”. Dentro de los planes, la gran variedad que existe impide hacer una valoración unificada de sus características, así como de su deterioro o de los riesgos para la salud por contaminaciones microbiológica. Pero en reglas generales, el pan y sus derivados, es un fermento, y el MO que se usa para esta reacción es la levadura Saccharomyces cerevisiae. En cuanto a la fermentación del pan, vemos también los llamados panes elaborados con masa madre, que es una masa en la que se desarrollan, aparte de levaduras, bacterias acidolácticas. Esta mezcla de bacterias y levaduras, además de modificar las características organolépticas del pan, producen efectos antimicrobianos beneficiosos, ya que previenen la contaminación por otros MO alterantes y hongos a través del aumento del nivel de CO2 en la mezcla, y disminuyen el oxígeno y el pH final. El deterioro del pan y de productos de panadería debido a su alta Aw hace que su vida útil sea corta. Su Aw puede variar entre las diferentes modalidades de pan, pero el que consumimos normalmente presenta 0,95 Aw media, con diferencias entre corteza y miga, molde o barra,… Esta alta Aw no solo repercute en su deterioro organoléptico, sino también en su seguridad alimentaria, pues MO como bacterias, levaduras y mohos encuentran en este tipo de productos con alta humedad el medio ideal para su desarrollo. Por otro lado, la harina, antes de su procesado (a pesar de su baja Aw), puede llegar a presentar contaminación previa a su manipulación, desde su almacenamiento o la recolección del grano. De los MO que pueden sobrevivir a esta baja Aw de la harina, algunos pueden aumentar su resistencia a las altas temperaturas producidas por el horneado. 8.1.1. Microbiología alterante El crecimiento de levaduras en la superficie provoca un importante deterioro de los productos, pues deviene en unas coloraciones blancas o rosadas visibles en el pan. Las principales levaduras causante de estos deterioros son sobre todo algunas de la familia de las Saccharomycetaceae. El rango de Tª de crecimiento de estos MO abarca de 5 a 37ºC. El pan de molde con Aw superior al del pan artesanal es más receptivo al crecimiento de mohos y levaduras. Después del enmohecimiento, uno de los procesos más comunes de deterioro del pan es el producido por la formación de amilasas, por parte de especies del género Bacillus, generalmente B. subtilis (por su mayor resistencia al horneado), que dan lugar a la creación de una textura viscosa en el pan. Este pan “viscoso” se caracteriza también por presentar un olor dulzón. El pan de trigo de molde es el más afectado por esta alteración. 8.1.2. Microbiología patógena Los principales riesgos que nos podemos encontrar vienen también de la mano de las bacterias del género Bacillus, que son bacterias anaerobias facultativas productoras de esporas, como el Bacillus subtilis, capaces de sobrevivir a las temperaturas del horneado y germinar cuando el producto se enfría. Los productos, a pesar de haber conseguido eliminar MO viables con el horneado, se pueden contaminar a posteriori debido al ambiente de calor y humedad que encontramos en el obrador. Puede haber esporas de MO en la harina cruda almacenada y en el ambiente, higiene deficiente en las instalaciones o por parte de los manipuladores… Esta propagación se ve facilitada por el ambiente caluroso y de elevada humedad propio en un obrador de panadería. Entre estas bacterias que contaminan el producto en el poshorneado, pueden aparecer Clostridium perfringens, Salmonella, E. coli, etc. El mayor porcentaje de toxiinfecciones alimentarias causadas por Bacillus se produce por el B. cereus, en concreto, intoxicaciones producidas por toxinas de sus esporas y toxinas propias de la bacteria. Las Tª de refrigeración por debajo de 5ºC, pH por debajo de 5,5 y Aw inferior a 0,92, ralentizan o inhiben el crecimiento de estos Bacillus. Además, el uso de aditivos conservantes como el ácido propiónico (E-280), el ácido acético (E-260) o el propionato cálcico (E-282) es eficaz para evitar este tipo de crecimiento bacteriano. 8.2. Frutos secos Son alimentos de bajo riesgo sanitario por su baja Aw, por lo que la mayor causa de contaminación vuelve a ser una incorrecta manipulación. Uno de los mayores riesgos en estos productos se produce por la contaminación por hongos y por sus micotoxinas, como las aflatoxinas, en combinación con Tª elevadas y alta humedad. Entre los MO alterantes por contaminación durante la manipulación de los frutos secos, podemos encontrar aerobios y anaerobios mesófilos, enterobacterias y coliformes, así como mohos y levaduras. Entre los patógenos, aparecerán Salmonella, Shigella, Listeria monocytogenes, Staphylococcus aureus y Escherichia coli. 8.3. Semillas y germinados Un brote es un producto obtenido a raíz de la germinación de semillas y recolectado antes de que aparezcan las hojas. La demanda de semillas y germinados ha aumentado en gran medida en los últimos años. La prevención a la hora del manejo de las semillas es imprescindible para evitar la contaminación. La supervivencia de bacterias patógenas en ellas es alta, por lo que es un riesgo importante, y más teniendo en cuenta que durante la germinación se multiplican rápidamente. Sus características de consumo en crudo o mínimamente procesados y de su proceso de germinación, son factores de riesgo para el consumidor final. La minimización del riesgo en la cadena alimentaria pasa por llevar a cabo unas buenas prácticas agrícolas, de fabricación y de higiene. Los patógenos más asociados a las semillas y brotes son Salmonella, E. coli STEC y L. monocytogenes. Entre las bacterias que más brotes ha causado en estos últimos años en Europa se encuentra la E. coli productora de toxina Shiga (STEC). El reservorio más importante de esta cepa es el tracto intestinal de los rumiantes, por lo que la contaminación fecal se produce por abono de los campos con estiércol de ganado que, posteriormente, acaba en las semillas o germinados. A raíz del brote de 2011 en Alemania (3842 casos de infección y 53 muertes), que se asoció al consumo de semillas germinadas contaminadas por el serotipo O104:H4, se implantaron diferentes normativas en Europa para el control de estos alimentos, que acaban aplicándose en España a través del Real Decreto 379/2014, de 30 de mayo, por el que se regulan las condiciones de aplicación de la normativa comunitaria en materia de autorización de establecimientos, higiene y trazabilidad, en el sector de los brotes y de las semillas destinadas a la producción de brotes. Las dosis de infección en este tipo de MO enterotoxigénicos son muy pequeñas, por lo que cantidades muy bajas de colonias pueden producir infección en personas. 9. Agua A parte del uso directo que se le da al agua en la alimentación de las personas ya sea por consumo directo o para producir alimentos, su calidad y seguridad alimentaria también debe estar controlada a la hora de usarla como bebida del ganado y en usos de riego en agricultura para que el alimento que se genera en esas producciones sea seguro y con garantías para el consumidor final. El agua puede convertirse en un vehículo de transmisión de enfermedades como la gastroenteritis, cólera, fiebre tifoidea o hepatitis A, que están entre las principales causas de muerte a nivel mundial, sobre todo en países en vías de desarrollo. Son, por tanto, los “programas de vigilancia sanitaria del agua de consumo humano” que los gobiernos implantan las garantías para proteger la salud del consumidor. Para ello, realizan estudios y seguimientos sobre la calidad y salubridad del agua, así como de la necesidad de aplicar medidas de control en caso de que haya parámetros que provoquen que esa agua sea, o pueda ser, un foco de riesgo microbiológico, físico o químico para los ciudadanos. Todo esto, se regula por el Real Decreto 3/2023, de 10 de enero, por el que se establecen los criterios técnico-sanitarios de la calidad del agua de consumo, su control y suministro. Aquí se define el concepto de agua de consumo humano, las características que se contemplan para considerarla salubre y limpia, los valores paramétricos microbiológicos, químicos etc. 9.1. Calidad microbiológica del agua Unos de los parámetros importantes que hay que controlar en el agua de consumo, es su calidad microbiológica. Los factores que pueden incidir en su microbiota son: - pH: a mayor acidez, menor nº de MO. Un nivel elevado de materia orgánica aumenta el pH del agua haciéndola más básica. Sales: a menor concentración de sales, mayor crecimiento microbiano. Filtración: disminuye el nº de MO. Tª: en aguas a baja temperatura, hay menos crecimiento bacteriano. Turbidez: cuando le llega menor porcentaje de rayos UV (que tienen acción desinfectante) el contenido bacteriano puede aumentar. La carga microbiana que se puede encontrar en el agua es muy variada y, a nivel de análisis microbiológico, el RD 03/2023 dice que se debe controlar la microbiota indicadora de contaminación fecal, como pueden ser coliformes totales, enterococos, aerobios a 22ºC, E. coli y Clostridium perfringens (incluyendo sus esporas). 10. Detección e identificación de microorganismos Cuando analizamos alimentos para comprobar su estado en materia de seguridad alimentaria podremos encontrar dos tipos de MO que nos dirán acerca de la salubridad del alimento, los llamaremos microorganismos marcadores. Los microorganismos marcadores son aquellos cuya presencia en los alimentos advierte sobre una inadecuada manipulación de la materia prima o el alimento, la existencia de un peligro para la salud del consumidor (microorganismos patógenos, toxinas, etc.), o que ha habido un fallo en los procedimientos destinados a eliminar los microorganismos (pasteurización, UHT, desinfección…). Entre ellos diferenciamos dos tipos: - - Microorganismos índices: aquellos cuya presencia o detección a ciertos niveles supone la presencia potencial de microorganismos patógenos con estrecha relación taxonómica, fisiológica y ecológica. por ejemplo, E. coli ha venido utilizándose como índice de posible presencia de patógenos de procedencia entérica (entre ellos, Salmonella) en el agua y los alimentos. Microorganismos indicadores: aquellos cuya detección o presencia en números predeterminados sugiere un fallo en un proceso destinado a sanear, higienizar, descontaminar o mejorar la seguridad del alimento. Algunos MO indicadores de condiciones deficientes en el procesado son aerobios mesófilos, mohos y levaduras, coliformes totales… Otros MO nos pueden advertir posible contaminación fecal como Coliformes fecales, E. coli, enterococos, enterobacterias o anaerobios sulfito-reductores (normalmente Clostridium). Por ejemplo, presencia de bacterias del grupo coliformes en la leche pasteurizada, en número que exceda a un valor de referencia experimentalmente establecido, puede advertir diversas deficiencias de este producto: a) un tratamiento térmico insuficiente, b) una contaminación posterior al tratamiento, c) un almacenamiento del producto final a una Tª demasiado elevada. Un mismo MO puede ser índice e indicador. Si se encuentran MO índices o indicadores en las pruebas preliminares y exceden los valores permitidos, se investigará más a fondo para encontrar MO patógenos. Esto se refiere a un microorganismo que puede causar intoxicaciones o infecciones por causa de la ingesta de alimentos. Para detectarlo, tenemos diferentes pruebas confirmatorias para saber exactamente qué MO está presente en el alimento, una vez hemos aislado colonias de cultivos puros. Los ensayos para determinar el tipo de MO pueden ser indirectos o directos: - Métodos indirectos o fenotípicos. Actualmente, la identificación bacteriana se realiza por medio de métodos convencionales basados en las características fenotípicas, puesto que su realización y coste los hace más asequibles. Los esquemas tradicionales de identificación fenotípica bacteriana se basan en las características «observables» de las bacterias, como su morfología, desarrollo, y propiedades bioquímicas y metabólicas. El cultivo, cuando es factible, continúa siendo el método diagnóstico de elección; permite el aislamiento del microorganismo implicado, su identificación, el estudio de sensibilidad a los antimicrobianos y facilita la aplicación de marcadores epidemiológicos. En el cultivo es esencial la correcta elección del medio de crecimiento y las condiciones de incubación. En el proceso de identificación bacteriana tradicional, la experiencia del microbiólogo es fundamental para la elección de una prueba o una batería de pruebas de forma secuencial en función de la fiabilidad de las mismas, del género o de la especie bacteriana que se pretende identificar, del origen del aislado bacteriano, así como del coste de las mismas. Los laboratorios deben elaborar y realizar un proceso de identificación normalizado en su actividad diaria, que utilice de forma secuencial o simultánea un conjunto de pruebas cuyo propósito final sea la identificación del microorganismo a nivel de género y especie, y que incluya la mayoría de las bacterias desde el punto de vista infeccioso. Dentro de esta batería de pruebas bioquímicas se destacarían las: Características microscópicas y macroscópicas. Medio de cultivo y requisitos de crecimiento, morfología, tinción Gram… o Pruebas bioquímicas: inmediatas como catalasa y oxidasa. Lectura 6h como hidrólisis del hipurato, la β-galactosidasa (ONPG), las aminopeptidasas, la uresa y el indol. Lectura 18-48h como óxido-fermentación, reducción de nitratos, rojo de metilo, VogesProskauer, Agar hierro de Kligler, fermentación de azúcares, hidrólisis de la esculina, coagulasa, fenilalanina-desaminasa, DNasa, hidrólisis de la gelatina, decarboxilasas, lipasa, lecitinasa, utilización de citratos, utilización de malonato, y prueba de CAMP. Y pruebas basadas en la resistencia a ciertas sustancias como optoquina, bacitracina, solubilidad en bilis, y crecimiento en caldo hipersalino. o Sistemas comerciales manuales o galería multipruebas. Se trata de celdillas aisladas con sustrato liofilizado que se inoculan individualmente y que permiten realizar simultáneamente entre 10 y 50 pruebas bioquímicas. Los resultados de las pruebas se expresan de forma numérica (los resultados de las pruebas se agrupan de tres en tres, de manera que el resultado de cada trío de pruebas queda reducido a un dígito). Cada especie está definida por un código numérico, resultado de la codificación de las reacciones a las pruebas que se hubieran utilizado. API, BBL, BD… o Sistemas comerciales automatizados. Hay en el mercado galerías multipruebas, como las descritas en el apartado anterior pero cuya inoculación, incubación y lectura se efectúan de modo automatizado. También hay paneles en los que además de encontrarse los sustratos para el desarrollo de pruebas bioquímicas, se encuentran diversos antimicrobianos a distintas concentraciones, con lo que se realiza simultáneamente la identificación y antibiograma del microorganismo objeto de estudio. Existen distintos paneles para distintos grupos de microorganismos. La inoculación y la lectura de estos paneles se suele hacer de forma automática, incorporándose los datos obtenidos en un ordenador, el cual proporciona con un índice alto de fiabilidad la identificación del microorganismo. MicroScan, Vitek, ATB… - Métodos directos o serológicos/genotípicos. La ausencia de concordancia entre las características observables, morfológicas y/o fenotípicas del aislamiento en estudio y las correspondientes a la(s) cepa(s) de la especie tipo, hacen que los métodos fenotípicos realicen la identificación más probable y no definitiva. Para solventar los problemas inherentes presentados por los sistemas de identificación fenotípica (no todas las cepas de una misma especie muestran una característica específica; una misma cepa puede generar diferentes resultados en ensayos repetidos; y las limitaciones en la base de datos de bacterias correspondiente, entre otros) se han impuesto a los métodos genotípicos de identificación bacteriana como procedimientos complementarios o alternativos. o Métodos basados en la utilización de RNAr. Fueron de los primeros métodos de identificación molecular. o qPCR. La reacción en cadena de la polimerasa en tiempo real es una variante de la PCR tradicional, que añade marcadores fluorescentes con el objetivo de saber la cantidad de DNA inicial en todo momento y detectar la presencia de variaciones genéticas. La emisión de fluorescencia será proporcional al número de moléculas producidas, haciendo que la técnica sea cuantitativa. Tiene mayor sensibilidad y especificidad que la PCR convencional. Además, se pueden utilizar diferentes sondas fluorescentes para marcar genes de varios MO distintos (qPCR múltiple). o ELISA. Es una de las técnicas serológicas más utilizadas hoy en día, acrónimo de Enzyme linked InmunoSorbed Assay. Presenta una elevada sensibilidad. Permite cuantificar tanto el suero con los anticuerpos como el antígeno. o Espectrometría de masas MALDI-TOF. Es una herramienta de trabajo novedosa y rutinaria en Microbiología Clínica, por su rapidez y fiabilidad en la identificación de microorganismos. Sus resultados están perfectamente contrastados en la identificación de bacterias y levaduras. o o Hibridación in situ fluorescente (FISH). Es utilizada en la detección de microorganismos en su propio hábitat sin que requieran de su previo aislamiento y purificación. La importancia de FISH radica en la capacidad que tiene la sonda de DNA de detectar una región específica del ácido nucleico de la célula microbiana y ser visualizada por microscopía de epifluorescencia. La hibridación in situ se utiliza en los casos en que los microorganismos por estudiar resultan difíciles o imposibles de cultivar, como en el caso de las bacterias que requieren exigencias nutricionales y ambientales que los medios de cultivo no les proporcionan, y además se utiliza cuando en la muestra el material por evaluar es insuficiente. 11. Bibliografía Anderson, M. D. R. P., & Calderón, V. (1999). Microbiología alimentaria: metodología analítica para alimentos y bebidas. Ediciones Diaz de Santos. Apella, M. C., & Araujo, P. Z. (2005). Microbiología de agua. Conceptos básicos. Tecnologías solares para la desinfección y descontaminación del agua, 33-50. Berenguer, J. G. (2007). Manual de Parasitología. Morfología y biología de los parásitos de interés sanitario (Vol. 31). 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