Traducción libre del FDA: Evaluation and Definition of Potentially Hazardous Foods - Chapter 3. Factors that Influence Microbial Growth
Evaluación y Definición de Alimentos Potencialmente Peligrosos - Capítulo 3. Los factores que influyen en el crecimiento microbiano
1. Introducción
Los factores que se analizan en esta sección constituyen una sociedad inclusiva y no exclusiva lista de los intrínsecos, extrínsecos, y otros factores que pueden tenerse en cuenta al determinar si un alimento o categoría de alimentos requiere el control de tiempo / temperatura durante el almacenamiento, distribución, venta y manipulación al venta al por menor y en el servicio de alimentos para garantizar la protección del consumidor.
Hay muchos factores que deben ser evaluados para cada alimento específico hora de tomar decisiones sobre si es necesario el control de tiempo / temperatura para la seguridad. Estos se pueden dividir en factores intrínsecos y extrínsecos. Los factores intrínsecos son aquellos que son característicos de la comida en sí; factores extrínsecos son aquellos que se refieren al entorno de éstos. La necesidad de control de tiempo / temperatura está determinada principalmente por: 1) la posibilidad de contaminación con microorganismos patógenos de interés (incluyendo las influencias de procesamiento), y 2) el potencial de crecimiento posterior y / o producción de toxinas.
La mayoría de los poderes públicos pueden dividir los alimentos en tres categorías basadas en una evaluación de los factores que se describen a continuación: los que no tienen control de temperatura para la protección de la seguridad del consumidor / tiempo, los que tienen el control de temperatura / tiempo, y aquellos en los que la situación exacta es cuestionable. En el caso de productos dudosos, una prueba más científica - como el modelado del crecimiento o la muerte microbiana, o estudios de desafío microbiológicos actuales - puede ayudar a informar la decisión.
2. Los factores intrínsecos
2.1. Contenido de humedad
Los microorganismos necesitan agua en una forma disponible para crecer en los productos alimenticios. El control del contenido de humedad en los alimentos es una de las estrategias de conservación más antiguos explotados. Microbiólogos de los alimentos por lo general describen las necesidades hídricas de los microorganismos en función de la actividad de agua (a w ) de los alimentos o el medio ambiente. La actividad de agua se define como la relación de la presión de vapor de agua del sustrato de alimento a la presión de vapor del agua pura a la misma temperatura (Jay 2000b, p 41):
aw = p/po,
donde p = presión de vapor de la solución y p o = presión de vapor del disolvente (normalmente agua). La unw de agua pura es 1,00 y el de un w de un alimento completamente deshidratado es 0,00. La un w de un alimento en esta escala 0,00-1,00 está relacionada con la humedad relativa de equilibrio por encima de la comida en una escala de 0 - 100%. Por lo tanto, Equilibrium% de humedad relativa (ERH) = a w x 100. La un wde un alimento describe el grado en el que el agua se "une" en la comida, su disponibilidad para participar en química / reacciones bioquímicas, y su disponibilidad para facilitar el crecimiento de microorganismos.
Mayoría de los alimentos frescos, como carne fresca, verduras y frutas, tienen un w valores que están cerca del nivel óptimo crecimiento de la mayoría de los microorganismos (0,97-0,99). La Tabla 3-1 muestra los aproximadamente unos w niveles de algunas categorías de alimentos comunes. La un w puede ser manipulado en los alimentos por un número de medios, incluyendo la adición de solutos tales como sal o azúcar, la eliminación física de agua a través de secado o cocción, o la unión del agua a los diversos componentes macromoleculares en la comida. Peso para el peso, estos componentes de los alimentos disminuirá un w en el siguiente orden: compuestos iónicos> azúcares, alcoholes polihídricos, aminoácidos y otros compuestos de bajo peso molecular> compuestos de alto peso molecular tales como celulosa, proteína o almidón (Mossel y otros, 1995, p 63 a 109).
Los microorganismos responden de manera diferente a una w en función de un número de factores. El crecimiento microbiano, y, en algunos casos, la producción de metabolitos microbianos, pueden ser particularmente sensibles a las alteraciones en un w . Los microorganismos generalmente tienen niveles óptimos y mínimos de un w para el crecimiento en función de otros factores de crecimiento en sus entornos.Un indicador de la respuesta de los microorganismos es su clasificación taxonómica. Por ejemplo, Gram (-) las bacterias son generalmente más sensibles a los bajos de un w de bacterias Gram (+). La Tabla 3-2 muestra el mínimo aproximado un w valores para el crecimiento de microorganismos seleccionados pertinentes a la alimentación. Cabe señalar que muchos patógenos bacterianos se controlan en las actividades de agua muy por encima de 0,86 y sólo S. aureus puede crecer y producir la toxina por debajo de un w 0.90. Se debe enfatizar que estos son valores aproximados debido a solutos pueden variar en su capacidad para inhibir los microorganismos al mismo un w valor. Para ilustrar, la inferior un w límite para el crecimiento de Clostridium botulinum tipo A ha sido encontrado para ser 0,94 con NaCl como el soluto frente a 0,92 con glicerol como el soluto (Mossel y otros, 1995, p 63-109). Cuando la formulación de los alimentos utilizando una W como el mecanismo de control primario para los patógenos, es útil emplear la prueba de provocación microbiológica para verificar la eficacia de la reducción de un w cuando se dirigen a un W se encuentra cerca del límite de crecimiento para el organismo de preocupación.
Debido a w límites varían con diferentes solutos o humectantes, otras medidas pueden proporcionar monitoreo de humedad más preciso para ciertos productos. Por ejemplo, los factores distintos de una W son conocidos para controlar las propiedades antibotulinal de pastas de queso elaborado pasteurizado (Tanaka y otros, 1986). También, un W se puede utilizar en combinación con otros factores para controlar patógenos en algunos productos alimenticios (sección 4.4). Se debe tener cuidado en el análisis de alimentos multicomponentes, porque las mediciones efectivas de un w pueden no reflejar el valor real en un microambiente o en la interfaz entre los diferentes componentes. En estos casos, la una w debe medirse en las zonas de interfaz de la comida, así como en cualquier microambiente potencial.
| Productos animales | < | |
|---|---|---|
| carne fresca, carne de ave, pescado | 0,99-1,00 | |
| quesos naturales | 0,95-1,00 | |
| pudín | 0,97-0,99 | |
| huevos | 0.97 | |
| cecina | 0,87-0,95 | |
| la leche condensada azucarada | 0.83 | |
| Queso parmesano | 0,68 a 0,76 | |
| miel | 0.75 | |
| huevo deshidratado | 0.40 | |
| leche entera en polvo | 0.20 | |
| Productos vegetales | < | |
| frutas frescas, verduras | 0,97-1,00 | |
| pan | ~ 0.96 | |
| pan blanco | 0,94-,97 | |
| pan, corteza | 0.30 | |
| pastel al horno | 0,90-0,94 | |
| jarabe de arce | 0.85 | |
| mermelada | 0,75 hasta 0,80 | |
| jaleas | 0,82-0,94 | |
| arroz crudo | 0,80 hasta 0,87 | |
| concentrados de jugos de frutas | 0,79 hasta 0,84 | |
| pastel de frutas | 0,73 a 0,83 | |
| glas cake | 0,76 hasta 0,84 | |
| harina | 0,67 a 0,87 | |
| frutos secos | 0,55-0,80 | |
| cereal | 0,10 a 0,20 | |
| azúcar | 0.19 | |
| galletas | 0.10 | |
Fuentes: Cuadro 4.6 en Banwart 1979, p 115, Tabla 2 de la FDA 1986; Tabla 18-3 en Jay 2000, p 367.
| Organismo | Mínimo | Óptimo | Máximo |
|---|---|---|---|
| Campylobacter spp. | 0.98 | 0.99 | |
| Clostridium botulinum tipo E * | 0.97 | ||
| Shigella spp. | 0.97 | ||
| Yersinia enterocolitica | 0.97 | ||
| Vibrio vulnificus | 0.96 | 0.98 | 0.99 |
| Enterohemorrágica Escherichia coli | 0.95 | 0.99 | |
| Salmonella spp. | 0.94 | 0.99 | > 0,99 |
| Vibrio parahaemolyticus | 0.94 | 0.98 | 0.99 |
| Bacillus cereus | 0.93 | ||
| Clostridium botulinum tipos A y B ** | 0.93 | ||
| Clostridium perfringens | 0.943 | 0,95-0,96 | 0.97 |
| Listeria monocytogenes | 0.92 | ||
| Staphylococcus aureus crecimiento | 0.83 | 0.98 | 0.99 |
| Staphylococcus aureus toxina | 0.88 | 0.98 | 0.99 |
. ICMSF 1996
** proteolítica, * no proteolítico
** proteolítica, * no proteolítico
2.2. el pH y la acidez
El aumento de la acidez de los alimentos, ya sea a través de la fermentación o la adición de ácidos débiles, se ha utilizado como un método de conservación desde la antigüedad. En su estado natural, la mayoría de los alimentos como la carne, el pescado y las verduras estén ligeramente ácido, mientras que la mayoría de las frutas son moderadamente ácida. Algunos alimentos, como la clara de huevo son alcalinos. Tabla 3-3 lista los intervalos de pH de algunos alimentos comunes. El pH es una función de la concentración de iones de hidrógeno en el alimento:
pH =-log 10 [H +]
Otro término útil relevante para el pH de los alimentos es el pK una . El término pK un describe el estado de la disociación de un ácido. En el equilibrio, pK una es el pH al que las concentraciones de ácido disociado y no disociado son iguales. Los ácidos fuertes tienen un muy bajo pK una , lo que significa que son casi totalmente disociado en solución (ICMSF 1980, p 93). Por ejemplo, el pH (a 25 ° C [77 ° F]) de una solución 0,1 M de HCl es 1,08 en comparación con el pH de la solución 0,1 M de ácido acético, que es 2,6. Esta característica es extremadamente importante cuando se utiliza la acidez como método de conservación de alimentos. Los ácidos orgánicos son más efectivos como conservantes en el estado no disociado. La reducción del pH de un alimento aumenta la eficacia de un ácido orgánico tal como un conservante. Tabla 3-4 enumera la proporción del total de ácido no disociado a diferentes valores de pH para ácidos orgánicos seleccionados. El tipo de ácido orgánico empleado puede influir drásticamente en el mantenimiento de la calidad microbiológica y la seguridad de los alimentos.
Es bien conocido que los grupos de microorganismos tienen pH óptimo, mínimo, máximo y para el crecimiento en los alimentos. La Tabla 3-5 enumera los rangos de pH aproximados para el crecimiento de los medios de laboratorio para los organismos seleccionados correspondientes a los alimentos. Al igual que con otros factores, el pH generalmente interactúa con otros parámetros en el alimento para inhibir el crecimiento. El pH puede interactuar con factores tales como una W, sal, temperatura, potencial redox, y conservantes para inhibir el crecimiento de patógenos y otros organismos. El pH de la comida también afecta significativamente la letalidad del tratamiento térmico de la comida. Se necesita menos calor para inactivar microbios a medida que se reduce el pH (Mossel y otros, 1995).
Otra característica importante de un alimento a considerar cuando se utiliza la acidez como un mecanismo de control es su capacidad de amortiguación. La capacidad de tamponamiento de un alimento es su capacidad para resistir los cambios en el pH. Los alimentos con una baja capacidad de almacenamiento en búfer pH cambian rápidamente en respuesta a compuestos ácidos o alcalinos producidos por microorganismos a medida que crecen. Carnes, en general, son más tamponada que las verduras en virtud de sus diversas proteínas.
Acidez titulable (AT) es un mejor indicador de la estabilidad microbiológica de algunos alimentos, tales como aderezos para ensaladas, que es pH. La acidez titulable es una medida de la cantidad de álcali estándar (usualmente NaOH 0,1 M) requerida para neutralizar una solución de ácido (ICMSF 1980, p 94). Se mide la cantidad de iones de hidrógeno liberados a partir de ácido no disociado durante la valoración. La acidez titulable es una medida particularmente útil para los alimentos altamente tamponadas o altamente ácidos.Los ácidos débiles (como los ácidos orgánicos) son por lo general no disociado y, por lo tanto, no contribuyen directamente al pH. La acidez titulable se obtiene una medida de la concentración total de ácido, mientras que el pH no es así, para estos tipos de alimentos.
En general, los patógenos no crecen, o crecen muy lentamente, a niveles de pH por debajo de 4,6, pero hay excepciones. Muchos patógenos pueden sobrevivir en los alimentos a niveles de pH por debajo de su crecimiento mínimos. Se ha informado de que C. botulínica fue capaz de producir la toxina tan bajo como pH 4,2, pero estos experimentos se llevaron a cabo con altos niveles de inóculo (10 3 -10 4 UFC / g hasta 10 6UFC / g), en peptona de soja, y con la presencia de Bacillus spp . (Pejerrey y otros 1982). El Grupo Especial no consideró que estos resultados sean relevantes para los alimentos que se consideran en este informe.También debe tenerse en cuenta que los cambios en el pH pueden transformar un alimento en una que puede apoyar el crecimiento de patógenos (ICMSF 1980). Por ejemplo, varios brotes de botulismo han sido relacionados con los alimentos en los que el pH aumentó debido al crecimiento de moho. Estas consideraciones son importantes al determinar la vida útil de una formulación de alimentos. Basado en una revisión exhaustiva de la literatura, el panel concluyó que un pH de 4.6 es adecuada para el control de patógenos que forman esporas.
Entre los patógenos vegetativos, Salmonella spp. se reportan para crecer en los valores de pH más bajos, sin embargo, en un estudio realizado por Chung y Goepfert (1970), el pH se limita en gran medida influenciada por el acidulante usado. Por ejemplo, cuando se inoculó caldo de triptona-extracto de levadura-glucosa con 10 4 UFC / ml de salmonelas, los valores mínimos de pH para el crecimiento variaron de 4,05 con ácido clorhídrico y ácido cítrico a 5,5 con ácido propiónico o ácido acético. Además, los niveles de inóculo fueron demasiado elevado (10 2 - 10 6 UFC / ml) para las salmonelas en los sistemas alimentarios. Estos investigadores también observaron que estos resultados no pueden extrapolarse directamente a los alimentos debido a que el experimento se llevó a cabo en medios de laboratorio bajo temperatura ideal y unw condiciones y sin la presencia de microorganismos competitivos. Del mismo modo, Ferreira y Lund (1987) informaron que seis de 13 cepas de Salmonella spp. que representa 12 serovares podría crecer a pH 3,8 a 30 ° C (86 ° F) dentro de 1-3 d, y a 20 ° C (68 ° F) en 3-5 d, cuando se utiliza HCl en forma de un acidulante.Otros informes señalan que ciertos ácidos a pH 4,5 inactivar Salmonella. Por consiguiente, el panel concluyó que el uso de un pH mínimo de 4,0 para Salmonella spp. no sería científica, respecto a los alimentos sujetos a los requisitos del Código de Alimentos. Basado en una revisión comprenhensive de los datos de la literatura, el grupo también llegó a la conclusión de que sería científicamente válido utilizar un mínimo de pH de 4,2 para el control de Salmonella spp. y otros patógenos vegetativos.
Al igual que con otras propiedades intrínsecas, cuando se analizan los alimentos multicomponentes, el pH debe medirse no sólo para cada componente de la comida, pero también para las zonas de interfaz entre los componentes y para cualquier microambiente potencial.
| Comida | Rango de pH | |
|---|---|---|
| Productos Lácteos | Mantequilla | 6.1 a 6.4 |
| Suero de la leche | 4.5 | |
| Leche | 06.03 a 06.05 | |
| Crema | 6.5 | |
| Queso (American suave y cheddar) | 4,9; 5,9 | |
| Yogur | 03.08 a 04.02 | |
| Carne y Aves | Beef (tierra) | 5.1 hasta 6.2 |
| Jamón | 5.9 a 6.1 | |
| Ternera | 6.0 | |
| Pollo | 6.2 a 6.4 | |
| Pescados y Mariscos | Pescado (la mayoría de las especies) | 6.6 - 6.8 |
| Almejas | 6.5 | |
| Cangrejos | 7.0 | |
| Ostras | 4.8 a 6.3 | |
| Tuna Fish | 5.2 a 6.1 | |
| Camarón | 6,8-7,0 | |
| Salmón | 6.1 a 6.3 | |
| Pescado Blanco | 5.5 | |
| Frutas y Verduras | Manzanas | 2.9 a 3.3 |
| Sidra de Manzana | 3.6 a 3.8 | |
| Plátanos | 04.05 a 04.07 | |
| Higos | 4.6 | |
| Pomelo (jugo) | 3.0 | |
| Limes | 1,8-2,0 | |
| Melones Honeydew | 6.3 hasta 6.7 | |
| Naranjas (jugo) | 3.6 a 4.3 | |
| Ciruelas | 02.08 a 04.06 | |
| Sandías | 5.2 a 5.6 | |
| Uvas | 03.04 a 04.05 | |
| Espárragos (brotes y tallos) | 05.07 a 06.01 | |
| Beans (cadena y lima) | 04.06 a 06.05 | |
| Beets (azúcar) | 04.02 a 04.04 | |
| Brócoli | 6.5 | |
| Coles de Bruselas | 6.3 | |
| Repollo (verde) | 5,4-6,0 | |
| Zanahorias | 4.9 a 5.2; 6.0 | |
| Coliflor | 5.6 | |
| Apio | 5,7-6,0 | |
| Maíz (dulce) | 7.3 | |
| Pepinos | 3.8 | |
| Berenjena | 4.5 | |
| Yemas de huevo (blanco) | 6,0-6,3 (07.06 a 09.05) | |
| Lechuga | 6.0 | |
| Olivos (verde) | 3.6 a 3.8 | |
| Cebollas (rojo) | 05.03 a 05.08 | |
| Perejil | 5,7-6,0 | |
| Chirivía | 5.3 | |
| Papas (tubérculos y dulces) | 05.03 a 05.06 | |
| Calabaza | 4,8 - 5,2 | |
| Ruibarbo | 3.1 a 3.4 | |
| Espinacas | 5,5-6,0 | |
| Calabacín | 5,0-5,4 | |
| Tomates (conjunto) | 4.2 a 4.3 | |
| Nabos | 05.02 a 05.05 | |
Fuentes: Cuadro 5.5 en ICMSF 1980, p 109-110, Tabla 3-2 en Jay 2000, p 39.
| Ácidos orgánicos | Valores de pH | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | |
| Ácido acético | 98.5 | 84.5 | 34.9 | 5.1 | 0.54 |
| El ácido benzoico | 93.5 | 59.3 | 12.8 | 1.44 | 0.144 |
| Ácido cítrico | 53.0 | 18.9 | 0.41 | 0.006 | <0,001 |
| Ácido láctico | 86.6 | 39.2 | 6.05 | 0.64 | 0.064 |
| Metilo, etilo, propil parabenos | > 99,99 | 99.99 | 99.96 | 99.66 | 96.72 |
| El ácido propiónico | 98.5 | 87.6 | 41.7 | 6.67 | 0.71 |
| El ácido sórbico | 97.4 | 82.0 | 30.0 | 4.1 | 0.48 |
Fuente: Cuadro 7.3 en ICMSF 1980, p 133.
| Microorganismo | Mínimo | Óptimo | Máximo |
|---|---|---|---|
| Clostridium perfringens | 05.05 a 05.08 | 7.2 | 8.0 - 9.0 |
| Vibrio vulnificus | 5.0 | 7.8 | 10.2 |
| Bacillus cereus | 4.9 | 6,0 - 7,0 | 8.8 |
| Campylobacter spp. | 4.9 | 6.5 - 7.5 | 9.0 |
| Shigella spp. | 4.9 | 9.3 | |
| Vibrio parahaemolyticus | 4.8 | 07.08 a 08.06 | 11.0 |
| Clostridium botulinum toxina | 4.6 | 8.5 | |
| Clostridium botulinum crecimiento | 4.6 | 8.5 | |
| Staphylococcus aureus crecimiento | 4.0 | 6,0-7,0 | 10.0 |
| Staphylococcus aureus toxina | 4.5 | 7,0-8,0 | 9.6 |
| Enterohemorrágica Escherichia coli | 4.4 | 6,0-7,0 | 9.0 |
| Listeria monocytogenes | 4.39 | 7.0 | 9.4 |
| Salmonella spp. | 4.2 1 | 7,0-7,5 | 9.5 |
| Yersinia enterocolitica | 4.2 | 7.2 | 9.6 |
Fuentes: Cuadro 5.3. ICMSF 1980, p 101 1 se ha reportado pH mínimo tan bajo como 3.8 cuando se utilizan otros acidulantes que el ácido acético o equivalente.
2.3. El contenido de nutrientes
Los microorganismos requieren ciertos nutrientes básicos para el crecimiento y mantenimiento de las funciones metabólicas. La cantidad y tipo de nutrientes necesarios varían ampliamente dependiendo del microorganismo. Estos nutrientes incluyen agua, una fuente de energía, nitrógeno, vitaminas, y minerales (Mossel y otros, 1995, pág 47-8, 185-7; Ray 1996, p 62-65; Jay 2000, p 47-8).
Cantidades variables de estos nutrientes están presentes en los alimentos. Las carnes tienen abundantes proteínas, lípidos, minerales y vitaminas. La mayoría de los alimentos musculares tienen bajos niveles de hidratos de carbono. Los alimentos vegetales tienen altas concentraciones de diferentes tipos de hidratos de carbono y los niveles de proteínas, minerales, y vitaminas diferentes. Los alimentos tales como la leche y los productos lácteos y los huevos son ricos en nutrientes. El papel del agua se analiza en la sección 2.1.
Microorganismos transmitidos por los alimentos pueden obtener energía a partir de hidratos de carbono, alcoholes, y aminoácidos. La mayoría de los microorganismos metabolizan azúcares simples como la glucosa. Otros pueden metabolizar los carbohidratos más complejos, como el almidón o la celulosa que se encuentra en los alimentos vegetales, o de glucógeno se encuentran en alimentos musculares. Algunos microorganismos pueden utilizar grasas como fuente de energía.
Los aminoácidos sirven como una fuente de nitrógeno y energía y son utilizados por la mayoría de los microorganismos. Algunos microorganismos son capaces de metabolizar los péptidos y proteínas más complejas. Otras fuentes de nitrógeno incluyen, por ejemplo, urea, creatinina, amoniaco, y methylamines.
Ejemplos de minerales necesarios para el crecimiento microbiano incluyen fósforo, hierro, magnesio, azufre, manganeso, calcio, y potasio. En general, se requieren pequeñas cantidades de estos minerales, por lo que una amplia gama de alimentos puede servir como una buena fuente de minerales.
En general, las bacterias Gram (+) son más exigentes en sus requisitos nutricionales y por lo tanto no son capaces de sintetizar ciertos nutrientes requeridos para el crecimiento (Jay 2000, p 78). Por ejemplo, el Gram (+) transmitidas por los alimentos patógeno S. aureus requiere aminoácidos, tiamina, y ácido nicotínico para el crecimiento (Jay 2000, p 444). Las frutas y verduras que son deficientes en vitaminas del complejo B no son compatibles con eficacia el crecimiento de estos microorganismos. El Gram (-) bacterias generalmente son capaces de obtener sus necesidades nutricionales básicas de los hidratos de carbono existentes, proteínas, lípidos, minerales y vitaminas que se encuentran en una amplia gama de alimentos (Jay 2000, p 47-8).
Un ejemplo de un patógeno con los requerimientos específicos de nutrientes es Salmonella Enteritidis.Crecimiento de Salmonella Enteritidis puede estar limitada por la disponibilidad de hierro. Por ejemplo, la porción de la albúmina del huevo, en lugar de la yema de huevo, incluye agentes antimicrobianos y hierro libre limitada que impiden el crecimiento de Salmonella Enteritidis a niveles altos. Clay y Junta (1991) demostraron que la adición de hierro a un inóculo de Salmonella Enteritidis en albúmina de huevo resultó en el crecimiento del patógeno a niveles más altos en comparación con los niveles alcanzados cuando se utilizó un inóculo de control (sin hierro).
Los microorganismos que normalmente predominan en los alimentos son aquellos que pueden utilizar más fácilmente los nutrientes presentes. Generalmente, los carbohidratos simples y los aminoácidos se utilizan en primer lugar, seguido de las formas más complejas de estos nutrientes. La complejidad de los alimentos en general es tal que varios microorganismos pueden estar creciendo en un alimento en el mismo tiempo.La tasa de crecimiento está limitado por la disponibilidad de nutrientes esenciales. La abundancia de los nutrientes en la mayoría de los alimentos es suficiente para apoyar el crecimiento de una amplia gama de patógenos transmitidos por los alimentos. Por lo tanto, es muy difícil y poco práctico para predecir el crecimiento de patógenos o la producción de toxinas en base a la composición de nutrientes de la comida.
2.4. Estructura Biológica
Alimentos derivados de plantas y animales, especialmente en el estado natural, tienen estructuras biológicas que pueden impedir la entrada y el crecimiento de microorganismos patógenos. Ejemplos de este tipo de barreras físicas incluyen testa de las semillas, la piel de las frutas y verduras, cáscara de nueces, piel animal, la cutícula del huevo, la cáscara y las membranas.
Los alimentos vegetales y animales pueden tener microorganismos patógenos unidos a la superficie o atrapados dentro de los pliegues de superficie o grietas. Estructuras biológicas intactas por lo tanto pueden ser importantes en la prevención de la entrada y posterior crecimiento de microorganismos. Hay varios factores que pueden influir en la penetración de estas barreras. El vencimiento de los alimentos vegetales influirá en la eficacia de las barreras de protección. El daño físico debido a la manipulación durante la recolección, transporte, o almacenamiento, así como la invasión de insectos puede permitir la penetración de microorganismos (Mossel y otros, 1995, p 204; Jay 2000, p 49). Durante la preparación de alimentos, procesos tales como cortar, picar, moler, y el pelado va a destruir las barreras físicas. Por lo tanto, el interior de la comida puede contaminarse y el crecimiento puede ocurrir dependiendo de las propiedades intrínsecas de la comida. Por ejemplo, Salmonella spp. Se ha demostrado que crece en el interior de partes de corte de melón, sandía, melón melones (de oro y otros 1993), y los tomates (Lin y Wei 1997), con el tiempo y temperatura suficientes.
Las frutas son un ejemplo del potencial de microorganismos patógenos para penetrar las barreras intactas.Después de la cosecha, los agentes patógenos sobrevivan pero por lo general no crece en la superficie exterior de frutas y hortalizas frescas. El crecimiento en las superficies intactas no es común porque los patógenos transmitidos por los alimentos no producen las enzimas necesarias para romper las barreras exteriores de protección en la mayoría de los productos. Esta barrera exterior restringe la disponibilidad de nutrientes y la humedad. Una excepción es el crecimiento informado de E. coli O157: H7 en la superficie de la sandía y el melón (cáscaras del Rosario y Beuchat, 1995). La supervivencia de patógenos transmitidos por los alimentos en los productos es significativamente mayor una vez que la barrera epidérmica protectora se ha roto, ya sea por daños físicos, tales como pinchazos o magulladuras, o por la degradación por patógenos de las plantas (bacterias u hongos). Estas condiciones también pueden promover la multiplicación de patógenos, especialmente a temperaturas más altas. La infiltración de la fruta fue predicho y descrito por Bartz y Showalter (1981) sobre la base de la ley de los gases en general, que establece que cualquier cambio en la presión de un gas ideal en un recipiente cerrado de volumen constante es directamente proporcional a un cambio en la temperatura del gas . En su trabajo, Bartz y Showalter describen un tomate, sin embargo, cualquier fruta, tal como una manzana, se puede considerar un recipiente que no esté completamente cerrada. A medida que el contenedor o la fruta se enfría, la disminución en los resultados de presión interna del gas en un vacío parcial dentro de la fruta, que luego se traduce en una afluencia del medio externo. Por ejemplo, una afluencia de patógenos de la superficie de la fruta o agua de refrigeración podría ocurrir como resultado de un aumento de la presión externa debido a la inmersión de la fruta caliente en agua fría. La internalización de las bacterias en las frutas y verduras también podría ocurrir debido a roturas en los tejidos o a través de estructuras morfológicas en la propia fruta, tales como el cáliz o cicatriz del pedúnculo. Aunque la infiltración se considera un escenario posible, el panel concluyó que no hay evidencia epidemiológica suficiente para requerir la refrigeración de la fruta intacta.
El huevo es otro buen ejemplo de una estructura biológica eficaz que, cuando permanezca intacto, prevenir la contaminación microbiana externa de la yema perecederos; contaminación es posible, sin embargo, a través de la infección transovárica. Para el interior de un huevo a contaminarse por microorganismos en la superficie, debe haber penetración de la cáscara y sus membranas. Además, la clara de huevo contiene factores antimicrobianos. Cuando hay grietas a través de la membrana interna del huevo, microorganismos penetran en el huevo. Factores tales como la temperatura de almacenamiento, humedad relativa, la edad de los huevos, y el nivel de contaminación de la superficie influirán internalización. Por ejemplo, las condiciones ambientales como la humedad y conchas mojadas y sucias, junto con una caída en la temperatura de almacenamiento aumentará la probabilidad de entrada de bacterias. Si se lavan los huevos, el agua de lavado debe ser de 12 ° C (22 ° F) más alta que la temperatura de los huevos para prevenir la penetración microbiana. Después del lavado, los huevos se deben secar y después se enfriaron. La Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA) publicó una norma final que se aplica a los huevos con cáscara que no hayan sido procesados para destruir toda Salmonella en vivo antes de su distribución al consumidor. Los mandatos de reglas que los huevos deben mantenerse secos y refrigerados por debajo de 7,2 ° C (45 ° F) para evitar el crecimiento de Salmonella Enteritidis (Etiquetado de Alimentos, Estados manipulación, etiquetado de los huevos de Shell; Refrigeración de Huevos mantenidos para la distribución al por menor, 65 FR 76092 [05 de diciembre 2000] [a codificar en 21 CFR parte 16, 101 y 115]).
Calentamiento de los alimentos, así como otros tipos de procesamiento se descomponen las estructuras biológicas de protección y alterar factores tales como el pH y la w . Estos cambios podrían potencialmente permitir el crecimiento de patógenos microbianos.
2.5. Potencial Redox
El potencial de oxidación-reducción o redox de una sustancia se define en términos de la relación entre el total de oxidante (aceptor de electrones) de potencia al total reductor (donador de electrones) de energía de la sustancia. En efecto, el potencial redox es una medida de la facilidad con la que una sustancia gana o pierde electrones. El potencial redox (Eh) se mide en términos de milivoltios. Un electrodo de oxígeno estándar totalmente oxidado tendrá un Eh de 810 mV a pH 7,0, 30 ° C (86 ° F), y en las mismas condiciones, un electrodo de hidrógeno estándar completamente reducido tendrá un Eh de -420 mV. El Eh es dependiente del pH del sustrato; normalmente el Eh es tomada a pH 7,0 (Jay 2000, p 45-7).
Los principales grupos de microorganismos sobre la base de su relación con Eh para el crecimiento son aerobios, anaerobios, aerobios facultativos, y microaerófilos. Ejemplos de patógenos transmitidos por los alimentos para cada una de estas clasificaciones incluyen Aeromonas hydrophila, Clostridium botulinum, Escherichia coli O157: H7, y Campylobacter jejuni, respectivamente. Generalmente, el rango en el que diferentes microorganismos pueden crecer son los siguientes: aerobios 500-300 mV; anaerobios facultativos 300 a -100 mV; anaerobios y 100 a menos de -250 mV (Ray 1996, p 69-70) . Por ejemplo, Cbotulínica es un anaerobio estricto que requiere un Eh de menos de 60 mV para el crecimiento, sin embargo, un crecimiento más lento puede ocurrir en Eh valores más altos. La relación de Eh para el crecimiento puede ser afectada significativamente por la presencia de sal y otros constituyentes de los alimentos. Por ejemplo, en un estudio con arenque ahumado, la toxina se produce en el producto inoculado se almacenó a 15 ° C (59 ° F) dentro de los tres días en un Eh de 200 a 250 mV (Huss y otros 1979). En este caso, el oxidante principal sería óxido de trimetilamina, que se convierte en el aceptor de electrones para C. botulínica . Los anaerobiosde Clostridium perfringens pueden iniciar el crecimiento en un Eh cerca de 200 mV, sin embargo, en presencia de concentraciones crecientes de ciertas sustancias, tales como la sal, la limitación de Eh aumenta (Morris 2000).
Los valores medidos Eh de varios alimentos se dan en la Tabla 3-6. Estos valores pueden ser muy variables en función de los cambios en el pH de la comida, el crecimiento microbiano, el envasado, la presión parcial de oxígeno en el entorno de almacenamiento, y los ingredientes y la composición (proteína, ácido ascórbico, azúcares reductores, nivel de oxidación de los cationes, y así sucesivamente). Otro factor importante es la capacidad de la intoxicación por alimentos. Poising capacidad, que es análoga a la capacidad de tamponamiento, se refiere a la medida en que un alimento resiste cambios afectadas externos en Eh. La capacidad de la intoxicación por alimentos se verá afectada por oxidación y la reducción de los constituyentes en el alimento, así como por la presencia de sistemas de enzimas respiratorias activos. Frutas y verduras y alimentos frescos musculares continuarán respire; valores así bajo Eh pueden resultar (Morris 2000).
| ALIMENTOS | Presencia de aire | Eh (mV) | pH | ||
|---|---|---|---|---|---|
| Leche | + | 300-340 | NO | ||
| Queso | Cheddar | + | 300--100 | NO | |
| Holandés | + | -20--310 | 04.09 a 05.02 | ||
| Emmenthal | + | -50--200 | NO | ||
| Suero de mantequilla | - | 290-350 | 6.5 | ||
| Egg (infértil después de 14 d) | + | 500 | NO | ||
| Carnes | Hígado, picada cruda | - | -200 | ~ 7 | |
| Músculo | Raw, post-rigor | - | -60--150 | 5.7 | |
| Raw, picados | + | 225 | 5.9 | ||
| Picada, cocida | + | 300 | 7.5 | ||
| Salchichas cocidas y carne en lata | - | -20--150 | 6,5 ~ | ||
| Cereales | Trigo (grano entero) | - | -320--360 | 6.0 | |
| Trigo (germen) | - | -470 | NO | ||
| Cebada (tierra) | + | 225 | 7 | ||
| Tubérculo de la patata | - | ~ -150 | ~ 6 | ||
| Jugos de vegetales | Uva | - | 409 | 3.9 | |
| Limón | - | 383 | 2.2 | ||
| Pera | - | 436 | 4.2 | ||
| Espinacas | - | 74 | 6.2 | ||
| Los alimentos enlatados | "Neutral" | - | -130 A -550 | > 4.4 | |
| "Acid" | - | -410--550 | <4.4 | ||
NR = No se ha notificado
Reproducido de Mossel y otros, 1995, p 185 con permiso de DAA Mossel.
Reproducido de Mossel y otros, 1995, p 185 con permiso de DAA Mossel.
La medición del potencial redox de los alimentos se realiza con bastante facilidad, ya sea para alimentos de un único o de componentes múltiples. Para multicomponente los alimentos, además de la medición de cada componente, se debe considerar el potencial redox de las zonas de interfaz y microambientes. Sin embargo, surgen dificultades en la toma de mediciones exactas y en la contabilización de las diferencias en toda la comida y el equilibrio en el punto de medición. Según Morris (2000): "Esto impone los otros requisitos 1) que el electrodo de medición sea tan preparado y calibrado que da lecturas estables y reproducibles, y 2) que un producto alimenticio se pone a prueba de una manera que no causa ningún cambio en el potencial que se va a medir .... no sería prudente de utilizar la información potencial redox en el aislamiento para predecir la seguridad alimentaria, o basarse exclusivamente en el control del potencial redox como el medio para prevenir el crecimiento de microorganismos específicos ". Mediciones redox posiblemente podrían ser utilizados en combinación con otros factores para evaluar el potencial para el crecimiento de patógenos. Sin embargo, las limitaciones mencionadas anteriormente que sea un factor bastante difícil y variable que podría dar lugar a conclusiones erróneas, en ausencia de otra información incompleta.
2.6. Se producen y añadido Naturalmente antimicrobianos
Algunos alimentos contienen intrínsecamente natural compuestos antimicrobianos que transmiten un cierto nivel de estabilidad microbiológica a ellos. Hay un número de constituyentes antimicrobianos a base de plantas, incluyendo muchos aceites esenciales, taninos, glucósidos y resinas, que se pueden encontrar en ciertos alimentos. Los ejemplos específicos incluyen eugenol en el clavo, la alicina en el ajo, aldehído cinámico y eugenol en la canela, isotiocianato de alilo en mostaza, eugenol y timol en salvia y carvacrol (isothymol) y timol en el orégano (Jay 2000, p 266-7). Otros constituyentes antimicrobianos derivados de plantas son las fitoalexinas y las lectinas. Las lectinas son proteínas que pueden unirse específicamente a una variedad de polisacáridos, incluyendo las glicoproteínas de la superficie celular (Mossel y otros, 1995, p 175-214). A través de esta unión, las lectinas pueden ejercer un ligero efecto antimicrobiano. La concentración habitual de estos compuestos en los alimentos formulados es relativamente bajo, de modo que el efecto antimicrobiano por sí solo es ligera. Sin embargo, estos compuestos pueden producir una mayor estabilidad en combinación con otros factores en la formulación.
Algunos alimentos de origen animal contienen también componentes antimicrobianos. Los ejemplos incluyen la lactoferrina, conglutinina y el sistema de la lactoperoxidasa en la leche de vaca, la lisozima en huevos y la leche, y otros factores en la carne fresca, aves de corral y mariscos (Mossel y otros, 1995, p 175-214). La lisozima es una proteína pequeña que puede hidrolizar la pared celular de las bacterias. El sistema de la lactoperoxidasa en la leche bovina se compone de tres componentes distintos que son necesarios para su acción antimicrobiana: lactoperoxidasa, tiocianato y peróxido de hidrógeno. Gram (-) psychotrophs tales como las pseudomonas han demostrado ser muy sensibles a la del sistema de lactoperoxidasa. En consecuencia, este sistema, en una forma mejorada, se ha sugerido para mejorar la calidad de conservación de la leche cruda en los países en desarrollo donde la refrigeración adecuada es escasa (Mossel y otros, 1995, p 188). Similar a los compuestos antimicrobianos derivados de plantas, los compuestos derivados de animales tienen un efecto limitado sobre la vida útil a temperatura ambiente de los alimentos.
También se sabe que algunos tipos de resultado de procesamiento de alimentos en la formación de compuestos antimicrobianos en la comida. El ahumado del pescado y la carne puede dar lugar a la deposición de sustancias antimicrobianas en la superficie del producto. Compuestos de Maillard que resultan de reacciones de condensación entre los azúcares y los aminoácidos o péptidos sobre calentamiento de ciertos alimentos pueden impartir alguna actividad antimicrobiana (Mossel y otros, 1995, p 195-6). El condensado de humo incluye fenol, que no sólo es un antimicrobiano, pero también reduce el pH de la superficie. Algunos procesors también reducen el pH de la superficie con humo líquido para obtener un producto estable en almacén sin rebanar.
Algunos tipos de fermentaciones pueden resultar en la producción natural de sustancias antimicrobianas, incluyendo bacteriocinas, antibióticos, y otros inhibidores relacionados. Las bacteriocinas son proteínas o péptidos que son producidas por ciertas cepas de bacterias que inactivan otros, por lo general estrechamente relacionados con, bacterias (suerte y Jager 1997, p 251). Las bacteriocinas más comúnmente caracterizados son los producidos por las bacterias del ácido láctico. El lantibiótico nisina producida por ciertas cepas de Lactococcus lactis es una de la mejor caracterizada de las bacteriocinas. La nisina es aprobado para las aplicaciones de alimentos en más de 50 países de todo el mundo (Jay 2000, p 269-72). Primera solicitud de alimentos de nisina era impedir finales de irregularidades en el queso suizo por Clostridium butyricum . La nisina es un polipéptido que es eficaz contra la mayoría de bacterias Gram (+) bacterias pero es ineficaz contra las bacterias Gram (-) organismos y hongos. La nisina se puede producir en la comida por cultivos iniciadores o, más comúnmente, puede ser utilizado como un aditivo en forma de una preparación estandarizada (suerte y Jager 1997). La nisina se ha usado para controlar eficazmente los organismos formadores de esporas en formulaciones de queso fundido, y se ha demostrado que tienen un efecto interactivo con el calor. Por ejemplo, un F o proceso para alimentos enlatados de baja acidez convencionales puede estar en el 6 - 8 gama, pero con la adición de nisina, puede ser reducido a un F o de 3 para la inactivación de esporas termófilas.
Hay un número de otras bacteriocinas y antimicrobianos naturales que se han descrito, sin embargo, éstos han encontrado una aplicación muy limitada en uso comercial como conservantes de alimentos debido a su rango restringido de actividad, compatibilidad limitada con la formulación de alimentos o de su estado normativo.
Además de origen natural compuestos antimicrobianos en los alimentos, una variedad de conservantes químicos y aditivos puede extender la vida útil de los alimentos y / o inhibir los patógenos, ya sea individualmente o en combinación. Tabla 3-7 se enumeran algunos de los conservantes más utilizados en Estados Unidos por la categoría de alimentos (suerte y Jager 1997). La selección y el uso de estos conservantes se suelen regirán por la regulación de un país o región del mundo en la legislación alimentaria. Una serie de criterios se debe seguir al seleccionar un conservante para una aplicación alimentaria específica. Idealmente, el conservante debería tener un amplio espectro de actividad contra los organismos de descomposición y agentes patógenos diana que se espera encontrar en la comida. El conservante debe estar activo para la vida útil deseada de la comida y bajo las condiciones de formulación que se espera en la comida. Se debe causar impacto organoléptico mínimo en la comida y no debe interferir con los procesos microbiológicos deseables se espera que ocurran en la comida, tales como la maduración del queso o levadura de los productos horneados.
Compuestos antimicrobianos Añadido pueden tener un efecto interactivo o sinérgico con otros parámetros de la formulación. Un ejemplo es la interacción con el pH. Muchos conservantes tienen un rango de pH óptimo para la eficacia. Otros factores incluyen una W , la presencia de otros agentes de conservación, tipos de constituyentes de los alimentos, la presencia de ciertas enzimas, la temperatura de procesamiento, la atmósfera de almacenamiento, y los coeficientes de partición. El uso eficaz de combinaciones de conservantes con otros parámetros físico-químicos de una formulación de alimento puede estabilizar que los alimentos contra los organismos de descomposición o patógenos. Leistner desarrollado sistemáticamente el concepto de "obstáculo" para describir a estos efectos (Leistner 1995). El concepto de barrera indica que varios factores inhibitorios (vallas), mientras que de forma individual no pueden inhibir microorganismos, serán, sin embargo, ser eficaz en combinación. Un ejemplo clásico de la aplicación del concepto de barrera es la estabilidad anti-botulínica de ciertas formulaciones de queso fundido no perecederos. Las combinaciones de la humedad, el total de sal, y el pH se ha demostrado para permitir el almacenamiento seguro de estos productos a temperatura ambiente por un tiempo prolongado a pesar de que los factores individuales, tomados por separado, podrían no soportar que la práctica (Tanaka y otros, 1986). En los productos de combinación, la eficacia de un agente antimicrobiano puede ser alterado por otros factores que incluyen el potencial para la migración del agente antimicrobiano a otros componentes de la comida y los diferentes parámetros de alimentos en las zonas de interfaz.
Hay una serie de formulaciones de alimentos que, ya sea mediante la adición de conservantes o por medio de la aplicación del concepto de barrera no requiere refrigeración para la estabilidad o la seguridad microbiológica. Sin embargo, en ausencia de un modelo microbiológico bien definido y validado, por lo general es difícil evaluar la seguridad microbiológica de los productos. En la mayoría de estos casos, la aplicación de la prueba de provocación microbiológica adecuada es la herramienta más eficaz para juzgar la idoneidad de estas formulaciones para el almacenamiento no refrigerado.
| Productos alimenticios | Nitrato, nitrito | Dióxido de azufre | Ácido Acético | Ácido propiónico | Ácido sórbico | Ácido benzoico | BHA y BHT | Fumar | La nisina | Los parabenos |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Emulsiones Grasas | - | - | + | - | + + | + | + | - | - | + |
| Queso | - | - | - | + | + + | (+) | - | - | + | - |
| Los productos cárnicos | + + | - | - | - | + | - | - | + + | - | - |
| Productos del mar | + | + | + + | - | + | + | - | + + | - | (+) |
| Productos del reino vegetal | - | + | + + | - | + + | + + | + | - | - | - |
| Productos de frutas | - | + + | + | - | + + | + + | (+) | - | - | + |
| Bebidas | - | (+) | - | - | + + | + + | + | - | - | + |
| Vino | - | + + | - | - | + + | - | - | - | - | - |
| Productos horneados | - | - | + | + + | + + | - | - | - | - | (+) |
| Confitería | - | - | - | - | + + | (+) | (+) | - | - | - |
Fuente: Adaptado de Davidson y Branen 1993, Tabla 11 en la suerte y Jager 1997, p 61;
+ + frecuente
+ utilizado en ocasiones
(+) que se utiliza sólo en casos excepcionales
- no se utiliza
+ + frecuente
+ utilizado en ocasiones
(+) que se utiliza sólo en casos excepcionales
- no se utiliza
2.7. Microflora competitiva
El potencial para el crecimiento microbiano de los agentes patógenos en los alimentos sensibles a la temperatura depende de la combinación de los factores intrínsecos y extrínsecos, y las tecnologías de procesamiento que se han aplicado. Dentro de la flora microbiana en un alimento, existen muchos atributos biológicos importantes de organismos individuales que influyen en la especie que predomina. Estos incluyen las tasas de crecimiento individuales de las cepas microbianas y las interacciones e influencias mutuas entre especies en poblaciones mixtas (ICMSF 1980, p 221-31)
2.7.1. Crecimiento
En un entorno de alimentos, un organismo crece de una manera característica y a una velocidad característica. La longitud de la fase de retardo, tiempo de generación, y el rendimiento total de células se determinan por factores genéticos. La acumulación de productos metabólicos puede limitar el crecimiento de las especies particulares. Si el producto metabólico limitante se puede utilizar como un sustrato por otras especies, éstos pueden asumir el control (parcial o totalmente), la creación de una asociación o sucesión (ICMSF 1980, p 222). Debido a la complejidad de las interacciones continuas entre los factores ambientales y microorganismos, un alimento en cualquier punto en el tiempo tiene una flora característica, conocido como su asociación. Los cambios en los perfiles microbianos continua y una asociación, de otro, en lo que se llama la sucesión. Muchos ejemplos de este fenómeno se han observado en el deterioro microbiano y el deterioro de los alimentos (ICMSF 1980, p 226).
Mientras organismos metabólicamente activas permanecen, que siguen de interactuar, de manera que el dominio en la flora se produce como un proceso dinámico. Basado en su naturaleza potenciadora del crecimiento o la inhibición de, estas interacciones son ya sea antagónica o sinérgica.
2.7.2. Competencia
En los sistemas de alimentos, procesos antagónicos por lo general incluyen la competencia por los nutrientes, la competencia para la unión / sitios de adhesión (espacio), alteraciones desfavorables del medio ambiente, y una combinación de estos factores. Estudios anteriores demostraron que la biota natural de empanadas congeladas inhibe las células inoculadas de S. aureus , E. coli y Salmonella typhimurium (Jay 2000, p 52). Otro ejemplo de este fenómeno es la carne molida cruda. A pesar de que S. aureus se encuentra a menudo en números bajos en este producto, la enterotoxina estafilocócica no se produce. La razón es que la Pseudomonas - Acinetobacter-Moraxella asociación que siempre está presente en este alimento crece a una velocidad más alta, superando los estafilococos (ICMSF 1980, p 222).
Organismos de alta actividad metabólica pueden consumir los nutrientes requeridos, reduciendo selectivamente estas sustancias, y la inhibición del crecimiento de otros organismos. El agotamiento del oxígeno o la acumulación de dióxido de carbono favorece facultativos anaerobios estrictos que se producen en las carnes frescas envasadas al vacío en régimen de refrigeración (ICMSF 1980, p 222).
Los estafilococos son particularmente sensibles al agotamiento de los nutrientes. Coliformes yPseudomonas spp. pueden utilizar los aminoácidos necesarios para el crecimiento estafilocócica y hacer que no estén disponibles. Otros géneros de Micrococcaceae pueden utilizar los nutrientes más rápidamente que los estafilococos. Estreptococos inhibir estafilococos agotando el suministro de nicotinamida o niacina y biotina (ICMSF 1980, p 222). Staphylococcus aureus es un mal competidor en los alimentos frescos y congelados. A temperaturas que favorecen el crecimiento de estafilococos, la comida normal de la biota saprofitas ofrece protección contra el crecimiento de estafilococos a través del antagonismo, la competencia por los nutrientes, y la modificación del medio ambiente a las condiciones menos favorables para S. aureus(Jay 2000, p 455). Los cambios en la composición de los alimentos, así como los cambios en los factores intrínsecos o extrínsecos pueden estimular o disminuir los efectos competitivos.
2.7.3. Efectos sobre la inhibición del crecimiento
Los cambios en la estimulación del crecimiento se han reportado entre varios organismos transmitidos por los alimentos, como las levaduras, micrococos, estreptococos, lactobacilos y Enterobacteriaceae (ICMSF 1980, p 224). Mecanismos estimulantes de crecimiento pueden tener una influencia significativa en la acumulación de una flora típica. Hay varios de estos mecanismos, algunos de los cuales se enumeran a continuación (ICMSF 1980, p 224):
- Productos metabólicos de un organismo pueden ser absorbidos y utilizados por otros organismos.
- Los cambios en el pH pueden promover el crecimiento de ciertos microorganismos. Un ejemplo es fermentaciones naturales, en el que la producción de ácido establece el predominio de organismos tolerantes a ácido, tales como las bacterias del ácido láctico. El crecimiento de moho en los alimentos de alta acidez se ha encontrado para elevar el pH, estimulando así el crecimiento de C. botulínica .
- Cambios en el Eh o una w en los alimentos pueden influir en simbiosis. A temperaturas más cálidas, C.perfringens pueden disminuir el potencial redox en los tejidos de los animales recién sacrificados de modo que incluso más obligadamente organismos anaerobios pueden crecer.
- Hay algunas asociaciones en las que el máximo crecimiento y la actividad metabólica normal no se desarrollan a menos que ambos organismos están presentes.
Esta información puede ser usada en el concepto de barrera para el control de microorganismos en los alimentos sensibles a la temperatura.
3. Los factores extrínsecos
3.1. Los tipos de embalaje / atmósferas
Muchos estudios científicos han demostrado la actividad antimicrobiana de los gases a presiones ambientales y sub-ambiente sobre los microorganismos importantes en los alimentos (Pérdida y Hotchkiss 2002, p 245).
Los gases inhiben los microorganismos por dos mecanismos. En primer lugar, pueden tener un efecto tóxico directo que pueden inhibir el crecimiento y la proliferación. El dióxido de carbono (CO 2 ), ozono (O 3 ) y oxígeno (O 2 ) son los gases que son directamente tóxicos para ciertos microorganismos. Este mecanismo de inhibición es dependiente de las propiedades químicas y físicas de los gases y su interacción con las fases acuosa y lipídica de la comida. Radicales oxidantes generados por O 3 y O 2 son altamente tóxicos para las bacterias anaerobias y pueden tener un efecto inhibitorio sobre aerobios en función de su concentración. El dióxido de carbono es eficaz contra aerobios obligados y en niveles altos puede disuadir a otros microorganismos. Un segundo mecanismo de inhibición se logra mediante la modificación de la composición del gas, que tiene efectos inhibidores indirectos mediante la alteración de la ecología microbiana del medio ambiente. Cuando se altera el ambiente, el entorno competitivo también se altera.Atmósferas que tienen un efecto negativo en el crecimiento de un microorganismo particular, pueden promover el crecimiento de otro. Este efecto puede tener consecuencias positivas o negativas, dependiendo de la microflora patógena nativa y su sustrato. Reemplazo de nitrógeno de oxígeno es un ejemplo de esta actividad antimicrobiana indirecta (Pérdida y Hotchkiss 2002, p 245).
Una variedad de tecnologías comunes se utilizan para inhibir el crecimiento de microorganismos, y la mayoría de estos métodos dependen de la temperatura para aumentar los efectos inhibitorios. Las tecnologías incluyen envasado en atmósfera modificada (MAP), envasado en atmósfera controlada (CAP), el almacenamiento en atmósfera controlada (CAS), la adición directa de dióxido de carbono (DAC), y almacenamiento hipobárica (Pérdida y Hotchkiss 2002, p 246).
En atmósfera controlada y el envasado en atmósfera modificada de ciertos alimentos pueden extender considerablemente su vida útil. El uso de CO 2 , N 2 , y el etanol son ejemplos de aplicaciones de mapas. En general, los efectos inhibidores de CO 2 aumentan con la disminución de la temperatura debido a la mayor solubilidad de CO 2 a temperaturas más bajas (Jay 2000, p 286). El dióxido de carbono se disuelve en el alimento y reduce el pH de la comida. Nitrógeno, siendo un gas inerte, no tiene propiedades antimicrobianas directos. Normalmente se utiliza para desplazar el oxígeno en el envase de alimentos ya sea solo o en combinación con CO 2 , por lo tanto tener un efecto inhibidor indirecto sobre los microorganismos aeróbicos (Pérdida y Hotchkiss 2002, p 246). La Tabla 3-8 muestra algunos ejemplos de combinaciones de gases para aplicaciones de mapas en la carne, aves, mariscos, quesos duros y productos de panadería (Farber 1991, p 67).
| Producto | % De CO 2 | < | % N 2 |
|---|---|---|---|
| Carne fresca | 30 | 30 | 40 |
| 15-40 | 60-85 | 0 | |
| Carne curada | 20 - 50 | 0 | 50-80 |
| Rodajas de carne asada cocida | 75 | 10 | 15 |
| Huevos | 20 | 0 | 80 |
| 0 | 0 | 100 | |
| Aves de corral | De 25 - 30 | 0 | 70-75 |
| 60 - 75 | 5 - 10 | Y gte 20 | |
| 100 | 0 | 0 | |
| 20-40 | 60-80 | 0 | |
| Cerdo | 20 | 80 | 0 |
| Carnes Procesadas | 0 | 0 | 100 |
| Fish (Blanco) | 40 | 30 | 30 |
| Fish (Grasa) | 40 | 0 | 60 |
| 60 | 0 | 40 | |
| Queso duro | 0 - 70 | 30-100 | |
| Queso | 0 | 0 | 100 |
| Queso, rallado / cortado | 30 | 0 | 70 |
| Sandwiches | 20-100 | 0 - 10 | 0 - 100 |
| Pasta | 0 | 0 | 100 |
| 70-80 | 0 | 20 - 30 | |
| Productos horneados | 20-70 | 0 | 20 - 80 |
| 0 | 0 | 100 | |
| 100 | 0 | 0 |
Fuente: Cuadro 9 Farber en 1991
El principio de la conservación de los ambientes antimicrobianos se ha aplicado a las frutas y verduras, carne cruda, pollo y pescado, los productos lácteos como la leche y el queso, los huevos, y una variedad de preparados y listos para el consumo.
Hay varios factores intrínsecos y extrínsecos que influyen en la eficacia de los antimicrobianos atmósferas.Estos factores, incluyendo la temperatura del producto, relación de volumen de gas de producto-a-espacio de cabeza, las cargas iniciales microbianos y el tipo de la flora, propiedades de barrera de paquetes, y la composición bioquímica de los alimentos-todos interactúan para determinar el grado en el que la calidad y la seguridad microbiana se han mejorado (Pérdida y Hotchkiss 2002, p 255).
Temperatura, el factor más importante que afecta a la eficacia de atmósferas antimicrobianos, afecta directamente a la tasa de crecimiento, sino que también afecta indirectamente por el crecimiento que afecta a la solubilidad del gas. En prácticas temperaturas de almacenamiento de alimentos, las configuraciones de embalaje, especialmente la relación de volumen de producto-a-espacio de cabeza, desempeñan un papel importante en la determinación de la magnitud de la inhibición microbiana.
En MAP, propiedades de barrera de paquetes tienen un efecto importante en el crecimiento microbiano al influir en el momento en el que los gases de atmósfera modificada seleccionados permanecen en contacto con el producto y la velocidad a la que el oxígeno entra en el paquete.
La actividad de agua, contenido de sal de la fase acuosa, el pH, y el contenido de grasa de los alimentos también juegan un papel en los efectos inhibidores generales de los gases antimicrobianos. Como con la temperatura, las características físicas y químicas de la comida tienen un efecto sobre la solubilidad del gas inhibidor. Por ejemplo, el aumento de las concentraciones de sal disminuye CO 2 solubilidad.
La consideración de seguridad importante en la extensión de la vida útil de los alimentos por las tecnologías de MAP o relacionado es la pérdida de las señales sensoriales al deterioro proporcionada por el crecimiento bacteriano. Sin las bacterias de descomposición indicadores, es concebible que un alimento puede tener una calidad organoléptica aceptable, pero no es seguro. El efecto de la pérdida de la inhibición competitiva por las bacterias del deterioro es más pronunciado en los patógenos anaerobios facultativos poblaciones de bacterias en los alimentos bajo atmósferas modificadas (Pérdida y Hotchkiss 2002, p 261).
Mediante la combinación de atmósferas antimicrobianos con otras técnicas, las estrategias de tecnología de obstáculos pueden ser generados que pueden mejorar aún más la calidad y la inocuidad de los alimentos.
3.2. Efecto del tiempo / condiciones de temperatura sobre el crecimiento microbiano
3.2.1.Impacto de tiempo
Al considerar las tasas de crecimiento de patógenos microbianos, además de la temperatura, el tiempo es una consideración crítica. Productores o fabricantes de alimentos aborden el concepto del tiempo y su relación con el crecimiento microbiano cuando se determina la vida útil de un producto. La vida útil es el período de tiempo desde que el producto se produce hasta el momento en que está destinado a ser consumido o utilizado. Varios factores se utilizan para determinar la vida útil de un producto, que van desde cualidades organolépticas a la seguridad microbiológica. A los efectos de este informe, el factor clave es la seguridad microbiológica del producto. El Reglamento Dating abierto Uniforme exige la vida útil de un alimento perecedero que se expresa en términos de un "vender antes de" (NIST, 2000). El "vender por" fecha debe incorporar la vida útil del producto más un período de tiempo razonable para el consumo que se compone de al menos un tercio de la vida útil aproximada total del producto alimenticio perecedero.
Al por menor o servicios de alimentos, un periodo de tiempo adicional mencionado en el presente documento también se debe considerar "uso-punto". A modo de ejemplo, los lugares de comida rápida puede resultar operacionalmente conveniente celebrar lonchas de queso fundido a temperatura ambiente durante un turno completo o período de comida, que puede ser de más de 4 h. Esta práctica proporciona la eficiencia operativa al permitir que el queso se derrita más rápido en un sándwich caliente, así como proporcionar un mejor sandwich de calidad. Aunque la refrigeración puede ser necesaria para la seguridad en condiciones de almacenamiento a largo plazo, para utilizar los períodos mide en horas, el almacenamiento a temperatura ambiente puede ser aceptable.
Bajo ciertas circunstancias, tiempo solo a temperatura ambiente se puede utilizar para controlar la seguridad del producto. Cuando el tiempo solo se utiliza como un control, la duración debe ser igual o inferior a la fase de latencia del patógeno (s) de interés en el producto en cuestión. Para los productos alimenticios refrigerados, la vida útil o el uso-período necesario para la seguridad pueden variar dependiendo de la temperatura a la que se almacena el producto. Por ejemplo, el informe de Mossel y Thomas (1988) que el tiempo de retraso para el crecimiento de L. monocytogenes a 10 ° C (50 ° F) es 1,5 d, mientras que en 1 ° C (34 ° F) Tiempo de retraso es de ~ 3,3 d. Del mismo modo, informan que a 10 ° C (50 ° F), el tiempo de generación para el mismo microorganismo es 5-8 h, mientras que en 1 ° C (34 ° F), el tiempo de generación es entre 62 y 131 h. La Figura 1 muestra el efecto de la temperatura y del pH sobre los tiempos de retardo deL. monocytogenes . Los datos se obtuvieron usando el programa de micromodelo Patógeno USDA (versión 5.1) a una concentración de NaCl de 2% y un w de 0,989. Cabe señalar que este modelo se desarrolló en caldo de bajo varias combinaciones de sal y pH, y que el crecimiento de bacterias en los sistemas alimentarios probablemente será diferente. De acuerdo con los resultados del modelo, un cambio de temperatura de 10 (50) a 25 ° C (77 ° F) disminuye el tiempo de retraso de L. monocytogenes 60-10 h. De una manera similar, un aumento del pH entre 4,5 y 6,5 disminuye el tiempo de retraso 60-5 h. En conclusión, la seguridad de un producto durante su vida útil puede variar, dependiendo de otras condiciones tales como la temperatura de almacenamiento, el pH del producto, y así sucesivamente. Este estudio de Mossel y Thomas (1988), junto con numerosos otros, ilustra que las diferentes combinaciones de tiempo / temperatura se pueden utilizar para controlar la seguridad del producto en función del uso previsto del producto.
Figura 1
Efecto de la temperatura o el pH en tiempos de retraso de Listeria monocytogenes de
USDA PMP versión 5.1 (2% de NaCl, un w 0,989)
USDA PMP versión 5.1 (2% de NaCl, un w 0,989)
Como se dijo anteriormente, tiempo solo a temperatura ambiente se puede utilizar para controlar la seguridad del producto. Cuando el tiempo solo se utiliza como un control, la duración debe ser igual o inferior a la fase de latencia del patógeno (s) de interés en el producto en cuestión.
3.2.2. Impacto de la temperatura
Todos los microorganismos tienen un intervalo definido de temperatura en el que crecen, con un mínimo, máximo y óptimo. Una comprensión de la interacción entre el tiempo, la temperatura, y otros factores intrínsecos y extrínsecos es crucial para la selección de las condiciones de almacenamiento adecuadas para un producto alimentario. La temperatura tiene impacto dramático en tanto el tiempo de generación de un organismo y su período de retraso. Durante un intervalo de temperatura definido, la tasa de crecimiento de un organismo se define clásicamente como una relación de Arrhenius (Mossel y otros, 1995, p 79-80). La constante de la tasa de crecimiento de registro se encuentra que es proporcional a la inversa de la temperatura absoluta:
G = -µ / 2.303 RT
donde,
donde,
G = log tasa de crecimiento constante
μ = característica de temperatura (constante para un determinado microbio)
R = constante de los gases
T = temperatura (º K)
La relación precedente se mantiene sobre la porción lineal de la gráfica de Arrhenius. Sin embargo, cuando las temperaturas se acercan a los máximos de un microorganismo específico, la tasa de crecimiento disminuye con mayor rapidez que cuando las temperaturas se acercan a los mínimos para el mismo microorganismo. Una relación que predice con mayor precisión las tasas de crecimiento de los microorganismos a bajas temperaturas sigue (Jay 2000, p 51):
√r = b(T - To)
donde,
r = tasa de crecimiento
b = pendiente de la línea de regresión
T = temperatura (º K)
To = temperatura conceptual de importancia metabólica
A bajas temperaturas, dos factores regulan el punto en el que el crecimiento se detiene: 1) las velocidades de reacción para las enzimas individuales en el organismo se vuelven mucho más lento, y 2) las bajas temperaturas reducen la fluidez de la membrana citoplásmica, lo que interfiere con los mecanismos de transporte (Mossel y otros, 1995). A altas temperaturas, los componentes estructurales celulares se vuelven desnaturalizado y la inactivación de las enzimas sensibles al calor se produce. Mientras que la tasa de crecimiento aumenta al aumentar la temperatura, la tasa tiende a disminuir rápidamente a partir de entonces, hasta que se alcanza la temperatura máxima.
A bajas temperaturas, dos factores regulan el punto en el que el crecimiento se detiene: 1) las velocidades de reacción para las enzimas individuales en el organismo se vuelven mucho más lento, y 2) las bajas temperaturas reducen la fluidez de la membrana citoplásmica, lo que interfiere con los mecanismos de transporte (Mossel y otros, 1995). A altas temperaturas, los componentes estructurales celulares se vuelven desnaturalizado y la inactivación de las enzimas sensibles al calor se produce. Mientras que la tasa de crecimiento aumenta al aumentar la temperatura, la tasa tiende a disminuir rápidamente a partir de entonces, hasta que se alcanza la temperatura máxima.
La relación entre la temperatura y la constante de velocidad de crecimiento varía significativamente a través de los grupos de microorganismos. Cuatro grandes grupos de microorganismos se han descrito sobre la base de sus rangos de temperatura para el crecimiento: termófilos, mesófilos, psicrófilos y psicotrofos.Tablas 9 y 10 lista los rangos de temperatura para estos cuatro grupos (ICMSF 1980) y para los agentes patógenos de interés (ICMSF 1996; Doyle y otros, 2001; Lund y otros, 2000). La temperatura óptima para el crecimiento de los termófilos es entre 55 a 65 ° C (131 a 149 ° F) con el máximo tan alto como 90 ° C (194 ° F) y un mínimo de alrededor de 40 ° C (104 ° F). Mesófilos, que incluyen prácticamente todos los patógenos humanos, tienen un rango de crecimiento óptimo de entre 30 ° C (86 ° F) y 45 ° C (113 ° F), y una temperatura mínima de crecimiento que van desde 5 a 10 ° C (41 a 50 ° F). Organismos psychrophilic tienen un rango de crecimiento óptima de 12 ° C (54 ° F) a 15 ° C (59 ° F) con un alcance máximo de 15 ° C (59 ° F) a 20 ° C (68 ° F). Hay muy pocos verdaderos organismos psicrófilas de importancia a los alimentos. Psicrotrófas tales como L. monocytogenes y C. botulínica tipo E son capaces de crecer a temperaturas bajas (mínimo de - 0,4 ° C [31 ° F] y 3,3 ° C [38 ° F], respectivamente, a 5 ° C [41 ° F]), pero tienen un mayor crecimiento rango óptimo (37 ° C [99 ° F] y 30 ° C [86 ° F], respectivamente) que los verdaderos psicrófilos. Organismos psicrotrófas son mucho más relevantes a la alimentación e incluyen bacterias de la putrefacción, levaduras y mohos, así como ciertos agentes patógenos transmitidos por los alimentos.
Temperatura de crecimiento es conocido para regular la expresión de genes de virulencia en ciertos patógenos transmitidos por los alimentos (Montville y Matthews 2001). Por ejemplo, la expresión de las proteínas reguladas por el Yersinia enterocolitica plásmido de virulencia es alta a 37 ° C (99 ° F), bajo a 22 ° C (72 ° F), y no detectable a 4 ° C (39 ° F). Temperatura de crecimiento también afecta a la sensibilidad térmica de un organismo. Listeria monocytogenes , cuando se mantienen a 48 ° C (118 ° F) en salchichas inoculadas, tiene un aumento de 2,4 veces en su valor D a 64 ° C (147 ° F).
Se debe enfatizar que el período de latencia y la tasa de crecimiento de un microorganismo se ven influidos no sólo por la temperatura, sino por otros factores intrínsecos y extrínsecos así. Por ejemplo, como se muestra en la Tabla 3-11, la tasa de crecimiento de Clostridium perfringens es significativamente inferior a pH 5,8 frente a pH 7,2 a través de una amplia gama de temperaturas (ICMSF 1980, p 10). Salmonella no crecen a temperaturas inferiores a 5.2 ° C (41 ° F). Los factores intrínsecos de los productos alimenticios, sin embargo, han demostrado afectar la capacidad de salmonelas a crecer a bajas temperaturas. SalmonellaSenftenberg, S . Enteritidis y S . Manhattan no fueron capaces de crecer en la ensalada de jamón o flan celebrada a 10 ° C (50 ° F), pero fueron capaces de crecer en el pollo a la king celebrada a 7 ° C (45 ° F) (ICMSF 1980, p 9).
Staphylococcus aureus se ha demostrado para crecer a temperaturas tan bajas como 7 ° C (45 ° F), pero el límite inferior para la producción de enterotoxina se ha demostrado que es 10 ° C (50 ° F). En general, la producción de toxinas por debajo de aproximadamente 20 ° C (68 ° F) es lento. Por ejemplo, en los medios de laboratorio a pH 7, el tiempo para producir niveles detectables de enterotoxina varió desde 78 hasta 98 horas a 19 ° C (66 ° F) a 14 - 16 horas a 26 ° C (79 ° F) (ICMSF 1980 , p 10). Condiciones menos favorables, como la reducción del pH, se desaceleró la producción de enterotoxina aún más.
Tabla 3-12 ilustra el efecto combinado de la temperatura, el pH y la w en el crecimiento de proteolítica C.botulínica tipo B. Esta tabla muestra claramente que se produce un efecto interactivo entre estos tres factores. Al medir la idoneidad de la celebración de una comida refrigerada a temperatura ambiente durante un período de tiempo, pueden tomarse en consideración para cada factor de forma independiente. Si lo hace, sin embargo, pasa por alto el potencial para sostener con seguridad los productos por un período de tiempo de refrigeración basado en los efectos de interacción. El examen de cada factor relevante independiente puede llevar a la conclusión de que no es una práctica segura de hacerlo, mientras que, en realidad, es realmente seguro sobre la base de los efectos interactivos. El método más apropiado para evaluar tales efectos interactivos es a través de un estudio de exposición microbiológica adecuadamente diseñado utilizando microorganismos diana pertinentes. Modelos microbiológicos predictivos adecuado y validado también se pueden emplear para este propósito. El uso de estudios de desafío y / o modelos predictivos puede producir datos científicos que soporta la celebración de un producto con una cierta formulación durante un tiempo y temperatura dada. Corresponde al productor de tener conocimientos específicos de la formulación de alimentos para generar datos científicos válidos.
| Grupo | T | ||
|---|---|---|---|
| Mínimo | Óptimo | Máximo | |
| Termófilos | 40 - 45 (104-113) | 55 - 75 (131-167) | 60 - 90 (140-194) |
| Mesófilos | 5-15 (41-59) | 30 - 45 (86-113) | 35 - 47 (95-117) |
| Psicrófilos | -5-5 (23-41) | 12 - 15 (54 - 59) | 15 - 20 (59-68) |
| Psicrotrófas | -5-5 (23-41) | De 25 - 30 (77-86) | 30 - 35 (86-95) |
Fuente: Cuadro 1.1 en ICMSF 1980, p 4.
| Organismo | Mínimo | Óptimo | Máximo |
|---|---|---|---|
| Bacillus cereus | 5 (41) | 28 - 40 (82-104) | 55 (131) |
| Campylobacter spp. | 32 (90) | 42-45 (108-113) | 45 (113) |
| Clostridium botulinum tipos A y B * | 10 - 12 (50 - 54) | 30 - 40 (86-104) | 50 (122) |
| Clostridium botulinum tipo E ** | 3-3,3 (37 - 38) | 25 - 37 (77 - 99) | 45 (113) |
| Clostridium perfringens | 12 (54) | 43-47 (109-117) | 50 (122) |
| Enterotoxigénica de Escherichia coli | 7 (45) | 35 - 40 (95-104) | 46 (115) |
| Listeria monocytogenes | 0 (32) | 30 - 37 (86 - 99) | 45 (113) |
| Salmonella spp. | 5 (41) | 35 a 37 (95 - 99) | 45-47 (113-117) |
| Staphylococcus aureus crecimiento | 7 (45) | 35 - 40 (95-104) | 48 (118) |
| Staphylococcus aureus toxina | 10 (50) | 40 - 45 (104-113) | 46 (115) |
| Shigella spp. | 7 (45) | 37 (99) | 45-47 (113-117) |
| Vibrio cholerae | 10 (50) | 37 (99) | 43 (109) |
| Vibrio parahaemolyticus | 5 (41) | 37 (99) | 43 (109) |
| Vibrio vulnificus | 8 (46) | 37 (99) | 43 (109) |
| Yersinia enterocolitica | -1 (30) | 28 - 30 DE (82-86) | 42 (108) |
ICMSF 1996, Lund y otros, 2000; Doyle y otros 2001
* proteolítica; ** no proteolíticas
* proteolítica; ** no proteolíticas
| La temperatura de incubación | Horas a turbidez visible en caldo a pH RCM | |
|---|---|---|
| 5.8 | 7.2 | |
| 1 | > 700 | > 700 |
| 2 | 74 | 48 |
| 2 | 30 | 24 |
| 3 | 24 | 8 |
| 3 | 5 | 5 |
Fuente: Cuadro 1.3 en ICMSF 1980, p 10.
| Temperatura | pH | < | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0.997 | 0.99 | 0.98 | 0.97 | 0.96 | 0.95 | 0.94 | ||
| 2 | 5 | - | - | - | - | - | - | - |
| 6 | 49 | 9 | - | - | - | - | - | |
| 7 | 2 | 2 | 4 | 9 | - | - | - | |
| 8 | 2 | 2 | 4 | 14 | - | - | - | |
| 9 | - | - | - | - | - | - | - | |
| 3 | 5 | - | - | - | - | - | - | - |
| 6 | 2 | 2 | 3 | 9 | - | - | - | |
| 7 | 1 | 1 | 2 | 3 | 9 | 14 | - | |
| 8 | 1 | 1 | 2 | 4 | 14 | - | - | |
| 9 | - | - | - | - | - | - | - | |
| 4 | 5 | - | - | - | - | - | - | - |
| 6 | 1 | 2 | 2 | 3 | 14 | - | - | |
| 7 | 1 | 1 | 1 | 2 | 3 | 9 | 17 | |
| 8 | 1 | 1 | 1 | 2 | 9 | 14 | - | |
| 9 | - | - | - | - | - | - | - | |
No se observa a cualquier pH o un crecimiento w . nivel a 10 ° C (50 ° F)
Tabla 6 en la FDA 1986: Fuente
Tabla 6 en la FDA 1986: Fuente
3.3. Condiciones de almacenamiento / retención
Esta discusión de las condiciones de almacenamiento se limitará a la temperatura de almacenamiento / explotación, y el tiempo / temperatura que participan en refrigeración de alimentos cocinados, y la humedad relativa a la que puede estar expuesto el material alimenticio o en el envase. Otros factores que pueden ser incluidos como consideraciones importantes para el almacenamiento, tales como la eficacia del material de embalaje a la conservación de ciertas características, se discuten en otras secciones de este capítulo.
Cuando se considera la tasa de crecimiento de patógenos microbianos, el tiempo y la temperatura son esenciales y deben ser considerados en conjunto. Como se ha indicado anteriormente n este capítulo, los aumentos de almacenamiento y / o temperatura de la pantalla disminuirá la vida útil de los alimentos refrigerados ya que a mayor temperatura, las condiciones más permisivas son para el crecimiento. Al mismo tiempo, los alimentos que se han cocinado o recalentado y se sirven o se hallen caliente pueden requerir de control de la temperatura momento apropiado / para la seguridad. Por ejemplo, el organismo principal de preocupación para la carne cocida y productos que contienen carne es C. perfringens. síntomas de la enfermedad son causados por la ingestión de un gran número (mayor que 10 8 ) de las células vegetativas.El organismo tiene un rango de crecimiento óptima de 43-47 ° C (109-116 ° F) y un rango de crecimiento de 12-50 ° C (54 - 122 ° F). Los tiempos de generación de tan sólo 8 min han sido reportados en ciertos alimentos en condiciones óptimas (ICMSF 1996). Así, el tiempo / control de la temperatura es esencial para la seguridad de los productos.
La literatura está llena de ejemplos de brotes de enfermedades transmitidas por alimentos que han resultado del enfriamiento de alimentos muy lentamente, una práctica que puede permitir el crecimiento de bacterias patógenas. La principal preocupación en este sentido son los patógenos que forman esporas que tienen tiempos de retardo relativamente cortos y la capacidad de crecer rápidamente y / o que pueden estar normalmente presente en un gran número. Los organismos que posean estas mismas características incluyen C. perfringens , y Bacillus cereus . Al igual que con C. perfringens , una enfermedad transmitida por alimentos causada por B. cereus está típicamente asociado con el consumo de la comida que ha apoyado el crecimiento del organismo a los números relativamente altos. La FDA "Bad Bug Book", señala que "La presencia de un gran número de B. cereus (mayores de 10 6 microorganismos / g) en un alimento es un indicador de crecimiento activo y la proliferación del organismo y es consistente con un riesgo potencial para la salud "(FDA 2001). En este caso, el tiempo y la temperatura (velocidad de enfriamiento) de ciertos alimentos deben ser dirigidas a asegurar un enfriamiento rápido para la seguridad.
El efecto de la humedad relativa del entorno de almacenamiento sobre la inocuidad de los alimentos es algo más nebuloso. El efecto puede o no puede alterar la una w de la comida. Tales cambios son dependientes del producto. La discusión anterior sobre una w y su efecto sobre los microorganismos en los alimentos proporciona algunos antecedentes. Además, debe considerarse la posibilidad de que la superficie de evaporación o condensación de la humedad sobre una superficie.
Generalmente, los alimentos que dependen de un cierto un w para las consideraciones de seguridad de vida o un estante tendrán que ser almacenados de tal manera que el medio ambiente no cambia notablemente esta característica. Alimentos eventualmente llegar al equilibrio de humedad con el entorno. Por lo tanto, los procesadores y los distribuidores tienen que prever las condiciones de almacenamiento apropiadas para dar cuenta de este hecho.
Packaging, como se discutió anteriormente en este capítulo, jugará un papel importante en la vulnerabilidad de la comida a la influencia de la humedad relativa. Pero incluso dentro de un recipiente sellado, la migración de humedad y el fenómeno de fluctuación de la temperatura del medio ambiente puede jugar un papel. Se ha observado que ciertos alimentos con un bajo w pueden estar sujetos a condensación de humedad en la superficie debido a las grandes cambios de temperatura ambientales. Esta agua de la superficie se traducirá en microambientes favorables para el crecimiento de deterioro, y, posiblemente, patógenos, microorganismos. Como regla general, el producto debe considerarse que la humedad como del medio ambiente, incluidos los que dentro del paquete, no tiene la oportunidad de modificar el a w del producto de una manera desfavorable.
3.4. Fases de elaboración
La actual definición de "alimentos potencialmente peligrosos" considera el efecto de la elaboración de la misma forma en que lo considere pH y w : divide los alimentos en dos categorías. Alimentos enlatados de baja acidez en un recipiente herméticamente cerrado no requieren control de temperatura para la seguridad.Esta definición rígida no aborda menos alimentos procesados, en un embalaje menos robusto, que todavía no requeriría control de la temperatura para la seguridad. Considere la posibilidad de un producto horneado, tal como un pastel, con un pH de 5,5 y un w de 0,96. Dado que este producto se cuece al horno a una temperatura interna> 180 ° F (82 ° C) para establecer la estructura del producto de la torta, que no contendrá ningún patógenos vegetativos viables. Las esporas de patógenos que sobreviven al proceso de cocción será inhibida por el pH y un w valores listados anteriormente (ICMSF 1996; véanse los cuadros 2 y 5). Si el producto se enfría y se envasa en condiciones que no permiten su contaminación con agentes patógenos vegetativos, el producto es seguro y estable a temperatura ambiente hasta que se consume, o hasta que las consideraciones de calidad (es decir, endurecimiento) que sea desagradable.
Criterios científicamente sólidos para determinar si los alimentos requieren control de la temperatura para la seguridad de tiempo / deberían considerar 1) procesos que destruyen las células vegetativas pero no esporas (cuando la formulación del producto es capaz de inhibir la germinación de esporas); 2) de manipulación post-proceso y las condiciones de embalaje, que impiden reintroducción de patógenos vegetativos sobre o en el producto antes de su envasado, y 3) el uso de materiales de embalaje que, si bien no proporcionan un sello hermético, no impide la reintroducción de patógenos vegetativos en el producto.
4. Otros factores
4.1. Destinado uso final de productos
Además de evaluar cuidadosamente cómo se produce y se distribuye el producto, es importante tener en cuenta la forma en que en última instancia, puede preparar la comida, manipulados y / o almacenados por el usuario final. Un producto alimenticio que no requiere control de temperatura por la seguridad / tiempo en un punto en la producción de alimentos o de la cadena de distribución puede requerir el control de tiempo / temperatura en otro punto, en función de su uso previsto. Por ejemplo, un alimento tratado térmicamente que es llenado en caliente en su envase final puede no requiere refrigeración si patógenos que forman esporas no son capaces de derivación. Sin embargo, una vez que el artículo alimenticio se saca de su embalaje original, se puede requerir el control de tiempo / temperatura para la seguridad si el producto es probable que sea a contaminarse durante su uso previsto.
4.2. Historia del producto y el uso tradicional
El panel tuvo problemas con el concepto de la historia del producto y su uso tradicional como un medio para determinar la necesidad de control de la temperatura / tiempo para la seguridad. Por ejemplo, hay alimentos que tienen una larga historia de uso seguro de almacenamiento a temperatura ambiente, sin embargo, tener formulaciones, el pH, y un w que designar como "temperatura controlada para la seguridad" (TCS) alimentos.Paramount entre ellos es el pan blanco, pero los productos tales como frutas y vegetales intactos, otros panes, aguas embotelladas, y algunos quesos procesados tienen una historia de ser almacenados y utilizados a temperaturas ambiente sin impacto en la salud pública. Además, se han desarrollado proporciones de proteínas y humedad (MPR) para embutidos fermentados estables en almacén para garantizar que los valores de control de proceso para estas salchichas que también tienen una historia tradicional de seguridad como un alimento no-TCS. Por otra parte, una evaluación de las características de los alimentos ofrece una explicación científica para los productos que se almacenan de forma segura a temperatura ambiente. Por ejemplo, el bicarbonato de pan controla el crecimiento de agentes patógenos en el interior, y el bajo un w impide el crecimiento de patógenos en la superficie exterior, de modo que se puede almacenar de forma segura a temperaturas ambiente. Es evidente que los usos y las historias tradicionales de estos productos proporcionan una justificación válida para una decisión que debe tomarse sobre la base de la historia. Se debe observar, sin embargo, ya que esta historia tradicional puede ser influenciada por los factores intrínsecos y extrínsecos y los cambios en el uso final de productos, procesos, formulación, estructura física, procesamiento, distribución y / o almacenamiento. Cambios en cualquiera de estos parámetros pueden invalidar el uso exclusivo de la historia como base para las decisiones sobre si un alimento tiene control de temperatura para la seguridad.
El panel reconoce que el uso de la historia como un factor para decidir si un producto necesita control de la temperatura para la seguridad de tiempo / puede ser subjetiva. Como orientación, se debe determinar si el alimento en cuestión oa cualquiera de sus ingredientes han sido previamente implicadas como vehículo común de enfermedad transmitida por los alimentos como resultado de abuso o de almacenamiento a temperatura ambiente. De particular importancia son los agentes microbiológicos que pueden ser de interés en base a la formulación de alimentos, o que pueden ser responsables de enfermedades asociadas con la comida y los factores que contribuyen reportados que han llevado a las enfermedades documentadas. Tiene un control adecuado de temperatura está claramente documentado como un factor que puede prevenir o reducir el riesgo de enfermedades asociadas con la comida? A medida que cambien los factores intrínsecos o extrínsecos (por ejemplo, MAP o muy prolongado tiempo de conservación), la evidencia histórica por sí sola no puede ser apropiado para determinar el riesgo potencial. Por lo tanto, para que un producto sea identificado como no-TCS sobre la base de la historia y el uso tradicional, los factores intrínsecos y extrínsecos que afectan el crecimiento de microbios tienen que haber permanecido constante. Por último, la historia del producto por sí solo no debe usarse como el único factor en la determinación de si un alimento necesita control de la temperatura para la seguridad de tiempo /. Esta decisión requiere de una justificación científica válida como la prevista anteriormente para el pan blanco.
4.3. Las interacciones de los factores
Las técnicas tradicionales de conservación de los alimentos han utilizado combinaciones de pH, a w , ambiente, numerosos conservantes, y otros factores inhibitorios. Los microbiólogos han referido con frecuencia a este fenómeno como el "efecto barrera". Por ejemplo, ciertos productos cárnicos procesados y encurtidos pueden utilizar la relación de sal a la humedad (relación de salmuera) para controlar los patógenos. USDA reconoce esta estrategia en la designación como salchichas semi-secos estables en almacén con una relación de la humedad-proteína de menos de o igual a 3,1:1 y un pH inferior o igual a 5,0.
En aderezos para ensaladas y productos tipo mayonesa, la relación de ácido a la humedad, al pH es el factor determinante para el control de patógenos. Un ácido: relación de la humedad> 0,70 en combinación con un pH <4,1 se utiliza a menudo como el nivel objetivo de patógenos de control para estos productos. Por lo general, estas relaciones se combinan con otros factores tales como el pH o antimicrobianos añadido para efectuar el control de patógenos (Mossel y otros, 1995). Es la interacción de estos factores que controlan la capacidad de la proliferación de patógenos en los alimentos.
A pesar de este reconocimiento de larga data del concepto de la tecnología de obstáculos (el posible efecto sinérgico de la combinación de diferentes factores inhibitorios), la definición actual de los alimentos potencialmente peligrosos sólo tiene en cuenta el pH y la w de forma independiente, y no se ocupa de su interacción. El Grupo considera que estas interacciones tienen que ser tomados en consideración.
Los avances científicos en microbiología predictiva alimentos en las últimas dos décadas han demostrado en repetidas ocasiones que los diferentes factores inhibidores que podrían no impedir el crecimiento de patógenos cuando se consideran aisladamente impedirán el crecimiento de patógenos cuando se usa en conjunto. Tabla 3-13 resume una serie de predicciones del patógeno Modeling ver Programa USDA. 5.1.Cabe señalar que este modelo fue desarrollado en caldo con sal y pH combinaciones y que el crecimiento de bacterias en los sistemas alimentarios probablemente difieren. También, la sal que se usa para controlar los unos w resultados en efectos inhibidores microbianos adicionales que pueden faltar si se utilizan otros compuestos. Los valores son el tiempo en horas necesario para un aumento de 3 log en S. aureusconcentración (véase el capítulo 6, sección 9) en función del pH y un w valores mostrados.
Es evidente a partir de los valores numéricos que se muestran que a pesar de que un alimento puede tener un pH de 5,0 y una un w de 0,92 (por ejemplo), después de 72 h a temperatura ambiente, se puede mostrar un aumento mínimo en S. aureus concentración, por lo que no constituyen un riesgo significativo para la salud pública.
| Los valores críticos de pH | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| 4.2 | 4.6 | 5.0 | 5.5 | ||
| Críticos aw valores | 0.85 | Fuera | Fuera | Fuera | Fuera |
| 0.90 | Fuera | Fuera | Fuera | Fuera | |
| 0.92 | Fuera | 171,3 | 113,1 | 80.7 | |
| 0.93 | Fuera | 143,0 | 93.0 | 65.5 | |
| 0.94 | Fuera | 120,6 | 77.3 | 53.6 | |
| 0.95 | Fuera | 101,4 | 63.9 | 43.6 | |
| 0.96 | Fuera | 86.3 | 53.4 | 35.9 | |
1 Condiciones etiquetados como "afuera" se encuentran fuera de la gama del modelo actual
Los modelos que se ocupan de la interacción de otros factores (por ejemplo, atmósfera, conservantes) han sido publicados, pero no son tan numerosos como los modelos que utilizan pH y w . Distintas empresas han mostrado, sin embargo, que los modelos internos que incorporen efectos conservantes pueden ser herramientas útiles en la reducción de la necesidad de probar una amplia desafío y la evaluación de riesgos.Sin embargo, un modelo general para los alimentos para cubrir todas las interacciones de los gases atmosféricos y / o combinaciones de conservantes con el pH y la w no existe actualmente.
Criterios científicamente fundados para determinar si los alimentos requieren control de temperatura por la seguridad / tiempo podrían considerar la interacción de sólo pH y una w factores que utilizan los datos de los modelos de crecimiento microbianos tales como los que se muestran en la tabla anterior. Con el fin de diseñar combinaciones eficaces de factores, una comprensión del patógeno (vegetativa o formador de esporas) y de los mecanismos por los cuales los factores individuales ejercen sus efectos son necesarios.
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Page Last Updated: 06/03/2013
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