BENEFICIOS DE LOS MICROORGANISMOS-1

EL PAPEL BENEFICIOSO DE LOS MICROORGANISMO EN LOS ALIMENTOS

Particularidades de los microorganismos

MICROBIOLOGIA Ciencia que se encarga del estudio de los microorganismos (Hongos, Bacterias y Virus).

Los microorganismos se encuentran en cualquier lugar que no esté bajo condiciones de esterilidad. Se encuentran en el aire, agua, suelo y cualquier objeto con el que nos podamos cruzar. También están en las superficies de los seres vivos, y en sus mucosas.

En cuanto a los microorganismos que pueden encontrarse en los alimentos, también conviene recordar que tampoco hay alimentos estériles (excepto aquellos que siguen procesos específicos para ser esterilizados, ej. leche esterilizada, algunos preparados para bebés).

Aunque la mayoría de microorganismos son destruidos o al menos inhibidos por factores como la acidez, el frío, el calor o sustancias antimicrobianas, no hay que olvidar que los microorganismos son los organismos con más adaptabilidad del planeta.

Se conoce una levadura que no sólo sobrevive, sino que crece a –34ºC, numerosos microorganismos crecen a temperaturas mayores de 70ºC (aunque ninguno de los patógenos para el hombre conocidos), crecen a pH<1 o pH de casi 11 (especialmente los mohos), y tienen estrategias de resistencia como las esporas, que pueden resistir condiciones que sí matan las formas vegetativas (funcionales), como temperaturas de 120ºC durante minutos, radiaciones, desecación, etc.

 

BACTERIAS:

Pueden ser: aerobias o anaerobias, móviles o inmóviles, patógenas (causan enfermedades en el organismo que invaden) o saprofitas (viven libres en la naturaleza, se nutren de materia orgánica o inorgánica).Se pueden clasificar las bacterias por su forma, las formas más comunes son:

Según sus envolturas, distinguimos gracias a un tipo de tinción llamado Gram, dos grupos fundamentales de bacterias, las gram-, con pared celular más fina, pero membrana externa rodeándola; y gram+, sin membrana externa y con pared celular mucho más gruesa.

 

Particularidades de las bacterias

Muchas bacterias producen toxinas, endotoxinas (sólo se liberan al romperse la bacteria) o exotoxinas, las bacterias las producen y las excretan al medio; las toxinas son normalmente proteínas, y pueden estar presentes en los alimentos después de que estos se sometan a procesos como la pasteurización que elimine a las bacterias.

Estas bacterias son capaces de producir toxiinfecciones (si hay infección (la bacteria se multiplica en el organismo) y además producen toxina que pasa al medio); infecciones (si sólo se multiplica la bacteria, pero no hay producción de toxina) o intoxicaciones (si el alimento contenía la toxina, pero no había bacterias o no había las suficientes como para causar una infección (el sistema inmune las elimina sin que haya síntomas).

Estrategias de supervivencia:

ESPORAS

Algunos tipos de bacterias son capaces de producir esporas, cuando la bacteria siente que su hábitat se está haciendo inhóspito (falta de alimento o agua, aumento de temperatura), hace copia de su cromosoma, invagina su membrana, para formar la espora, hay dos tipos de esporas: endosporas y exosporas.

Endosporas: La espora se mantiene en el interior de la bacteria, donde aumenta el espesor la cubierta de la espora. Cuando la bacteria muere, se libera la endospora que cuando encuentre factores favorables en el medio, germinará.

Las endosporas son extraordinarias estructuras de supervivencia resistiendo condiciones muy adversas como: tinciones, calor, desecación, agentes desinfectantes y radiación.

Exosporas: la espora se forma y se libera al exterior, tienen una protección menor que las endosporas, pero son muy resistentes tanto al calor como a la desecación.

PLASMIDIOS

Se transmiten por herencia a células hijas o por conjugación a células que no son hijas.  Es material genético adicional que se mantiene en forma circular, fuera del cromosoma, transmite genes no vitales.

  Conjugación a otras bacterias con pilis sexuales.

Tipos y Funciones: Los Plásmidos se clasifican por los caracteres que expresan y se designan según esas propiedades, ejemplos:

• Plásmido “Ent”: Codifica la síntesis de enterotoxinas.
• Factor Col: codifican la producción de bacteriocinas (compuestos similares a los antibióticos) que resultan letales para otras bacterias.
• Factor R (de resistencia). Es un plásmido, presente en ciertas bacterias Gram –, que codifica los mecanismos de resistencia a uno o más antibióticos.

HONGOS:

CARACTERISTICAS PRINCIPALES:

• Poseen una pared celular rígida.
• Necesitan menos requerimientos para crecer que las bacterias, crecen en intervalos amplios de pH, temperatura (especialmente frío), etc.
• La membrana plasmática es rica en esteroles.
• Su citoplasma presenta orgánulos (mitocondrias, Retículo Endoplasmático, etc.) y además existe Flujo Citoplasmático.
• Poseen núcleo verdadero y contiene varios pares de cromosomas.

 

Una de las formas de clasificar los hongos es por su forma:

1.- LEVADURAS

2.- FILAMENTOSOS

3.-DIMÓRFICOS

 

LEVADURAS: Son Hongos Unicelulares de forma oval, inmóviles que se reproducen por gemación, bipartición o un proceso intermedio entre ambas.

FILAMENTOSOS: Son Hongos Pluricelulares, formados por estructuras tubulares denominadas hifas; las hifas se desarrollan, ramifican y entrelazan formando una estructura llamada micelio; el micelio puede actuar como estructura reproductora, dispersando esporas (Micelio reproductor o aéreo) o puede introducirse en el sustrato (alimento, planta o suelo) para absorber nutrientes (Micelio vegetativo). 

 

DIMÓRFICA: Son Hongos que pueden existir tanto en forma de levadura o como hongo filamentoso, según el medio en el que se encuentren.

LAS ESPORAS de los hongos son elementos de reproducción y resistencia que se forman por condensación del citoplasma y contenido nuclear, las esporas están envueltas por una cubierta resistente y pueden albergar una o más células.

 

VIRUS

Características generales:

 

• Poseen tamaño ultramicroscópico.
• Su estructura elemental está formada por 1 sólo tipo de ácido nucleico (ARN o ADN), contenido en la cápside, la que a su vez puede o no estar rodeada por una membrana (peplos).
• Carecen de orgánulos y no poseen ribosomas.
• En medios inanimados se comportan como partículas inertes ya que en ellos son incapaces de crecer y multiplicarse.
• En el medio intracelular el ácido nucleico viral utiliza los mecanismos de biosíntesis de la célula hospedador para replicar las proteínas y el ácido nucleico necesarios para formar los nuevos virus.
• No son sensibles a los antibióticos.

 

 

Ciclo viral

 

El esquema se corresponde al ciclo lítico (el virus rompe la célula al salir de ella). Otra opción para salir de la célula es la gemación, sale de la célula sin matarla, y se recubre con sus membranas. La célula superviviente, puede tener parte del DNA vírico insertado y con el tiempo puede dar lugar a tumores.

 

Generalidades del crecimiento microbiano

Puesto que nuestros alimentos son de origen vegetal y animal, vale la pena examinar las características de los tejidos vegetales y animales que influyen en el crecimiento de los microorganismos.

Las plantas y los animales que sirven como fuente de alimento, todos ellos han desarrollado mecanismos de defensa contra la invasión y proliferación de microorganismos, y algunos de éstos actúan en los alimentos frescos.

Teniendo en cuenta estos fenómenos naturales, se puede hacer uso eficaz de cada uno de ellos o de todos para prevenir o retardar la alteración microbiana de los productos que derivan de ellos.

 

PARÁMETROS INTRÍNSECOS

A las características de los tejidos vegetales y animales que son parte integrante de los tejidos se les denominan parámetros intrínsecos. Estos parámetros son los siguientes:

• pH
• Humedad
• Contenidos de nutrientes
• Sustancias antimicrobianas
• Estructuras biológicas

 

pH

 

La mayoría de los microorganismos crecen mejor a valores cercanos al pH neutro (6,6 – 7,5), y son pocos los que crecen por debajo de pH 4. Los valores representados son aproximados, ya que dependen de otros factores, por ejemplo, los lactobacilos crecen a niveles de pH más bajos si la causa de la acidez son unos ácidos y no otros. También la presencia de sal puede hacer que los microorganismos crezcan en un intervalo más amplio de pH que en su ausencia.

Alimentos como las frutas, las bebidas refrescantes, el vinagre y los vinos, se hallan por debajo del punto en el cual las bacterias crecen normalmente. La excelente calidad de conservación de estos productos es debida en gran parte al pH.

Es una observación corriente que las frutas normalmente se enmohecen y son alteradas por levaduras, y esto se debe a la capacidad de estos organismos para crecer en valores de pH<3,5; que es considerablemente más bajo que los valores mínimos para la mayoría de las bacterias que producen alteraciones en los alimentos y de todas las bacterias que producen intoxicación alimentaria.

La mayoría de carnes y alimentos marinos tienen un pH final definitivo de alrededor de 5,6 o más. Esto hace que estos productos sean más sensibles a las bacterias, el pH terminal va a depender de varios factores: la cantidad de glucógeno muscular (varía según la especie), la capacidad tamponadora del alimento (alimentos ricos en proteínas tienen mayor capacidad tamponadora).

En alimentos marinos, las especies que dan el pH más bajo son los moluscos: almejas y mejillones (hasta pH 5 o incluso más bajo). El estrés, la fatiga es un factor a tener en cuenta, por ejemplo, se sabe que el animal de carnicería bien descansado, tiene aprox. un 1% de glucógenos muscular que se convierte en ácido láctico, que causa disminución del pH, desde 7,4 hasta aproximadamente 5,6.

Algunos alimentos se caracterizan por tener acidez intrínseca, otros deben su acidez a las actividades de determinados microorganismos. El último tipo recibe el nombre de acidez biológica y es propio de productos fermentados como las leches fermentadas o los encurtidos. Independientemente del origen de la acidez, el efecto sobre la conservación parece ser el mismo. La acidez natural o intrínseca de los alimentos, especialmente la de las grutas, es posible que se haya desarrollado como una forma de proteger los tejidos frente a la destrucción por microorganismos. La función biológica del fruto es la protección del cuerpo reproductor de la planta, la semilla.

Aunque el pH de un animal vivo favorece el crecimiento de la mayoría de los organismos alteradores, en los animales intervienen otros parámetros intrínsecos que permiten la supervivencia y crecimiento del animal.

 

Humedad (aw)

 

Uno de los métodos más antiguos para conservar alimentos es la desecación o secado.

La aw de casi todos los alimentos frescos está por encima de 0,99 (el agua pura tiene una aw=1). La mayoría de las bacterias que causan alteración no crecen con aw < 0,91, mientras que los mohos alterantes son capaces de crecer a valores tan bajos como 0,80. Con respecto a las bacterias que producen intoxicaciones alimentarias, sólo Staphylococcus aureus crecen en valores relativamente bajos (0,86).

Hay que tener en cuenta que otros factores, especialmente la presencia de nutrientes aumenta el intervalo de aw en el que los organismos son capaces de sobrevivir.

Contenido de nutrientes

Para poder crecer y actuar normalmente, los microorganismos de importancia en los alimentos necesitan lo siguiente:

• Agua (ya visto)
• Fuente de energía (C)
• Fuente de nitrógeno
• Vitaminas
• Minerales

 

Ya hemos visto la importancia del agua para el crecimiento de los microorganismos. Con respecto a las otras sustancias, los mohos tienen las necesidades más bajas, seguidos de las levaduras, las Gram negativas y las Gram positivas.

Como fuentes de energía, pueden utilizar azúcares, alcoholes y aminoácidos. Unos pocos microorganismos son capaces de utilizar carbohidratos complejos, como almidones y celulosa, degradándolos a azúcares sencillos. La principal fuente de nitrógeno son los aminoácidos, algunos pueden utilizar nucleótidos y péptidos o proteínas.

Tanto como fuente de carbono como de nitrógeno siempre se utilizan de forma preferente las formas sencillas disponibles en el medio (aminoácidos, monosacáridos) antes que los complejos (que requieren un gasto de energía extra por parte de los microorganismos para romperlos hasta obtener las moléculas simples).

En general los alimentos contienen las vitaminas y minerales mínimos para el crecimiento bacteriano.

 

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La ausencia de una advertencia para un determinado suplemento/alimento o la combinación de los mismos no debe interpretarse de ninguna manera como una indicación de seguridad, eficacia o idoneidad para un paciente determinado.

 

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Referencias:

• https://www.newscientist.com/article/2197422-giant-viruses-have-weaponised-crispr-against-their-bacterial-hosts/
• https://wikipedia.org
• https://www.researchgate.net/figure/Figura-1-Ciclo-de-vida-de-un-bacteriofago-1-Un-bacteriofago-se-encuentra-con-una_fig1_262897276
• https://www.statnews.com/2019/07/23/the-superbug-candida-auris-is-giving-rise-to-warnings-and-big-questions/