Download LIBRO Higiene de alimentos

Ángel E. Caballero Torres
La Habana, 2008
Catalogación Editorial Ciencias Médicas
Caballero Torres, Ángel E.
Temas de Higiene de los Alimentos / Ángel E. Caballero Torres [et al]. La Habana:
Editorial Ciencias Médicas, 2008.
[x] 382 p. : il., tab.
Incluye bibliografía al final de los capítulos
QW 85
HIGIENE ALIMENTARIA
Edición: Dra. Nancy Cheping Sánchez
Diseño y realización: Ac. Luciano O. Sánchez Núñez
Emplane: Xiomara Segura Suárez
© Ángel E. Caballero Torres, 2008
© Sobre la presente edición:
Editorial Ciencias Médicas, 2008
ISBN 978-959-212-363-2
Centro Nacional de Información de Ciencias Médicas
Editorial Ciencias Médicas
Calle 23 No.177 entre N y O Edificio Soto
El Vedado, Ciudad de La Habana, CP 10400, Cuba
[email protected]
Teléfonos: 838 3375 832 5338
Autor Principal
Dr. Ángel Eladio Caballero Torres. Doctor en Ciencias Médicas.
Especialista en Higiene de los Alimentos. Investigador Auxiliar.
Doctor en Medicina Veterinaria.
Autores
Lic. Virginia Leyva Castillo. Especialista en Microbiología de los Alimentos. Investigadora Auxiliar. Licenciada en Microbiología.
Lic. Tamara Kely Martino Zagovalov. Especialista en Microbiología. Investigadora Agregada. Licenciada en Microbiología.
Dra. Yamila Puig Peña. Especialista de I Grado en Microbiología.
Doctora en Medicina.
Lic. Eyda Otero Fernández-Trebejo. Máster en Nutrición. Investigadora Agregada. Licenciada en Bioquímica.
Lic. Miguel Oscar García Roché. Investigador Auxiliar. Especialista en Química y Toxicología de los Alimentos. Licenciado en Ciencia de los Alimentos.
Lic. Grettel García Díaz. Máster en Ciencias. Licenciada en Química.
Lic. Iraida Rubí Villazón. Especialista en Aditivos y Contaminantes
Metálicos. Licenciada en Alimentos.
Dra. Consuelo Macías Matos. Doctora en Ciencias Químicas. Investigadora Titular.
Lic. Daymara Mosquera. Máster en Nutrición. Licenciada en Alimentos.
Lic. Armando Bécquer Lombard. Investigador Auxiliar. Licenciado
en Alimentos.
Dra. Tamara Díaz Lorenzo. Máster en Nutrición. Especialista de I
Grado en Pediatría. Especialista de II Grado en Nutrición e Higiene de los Alimentos. Investigadora Agregada. Doctora en Medicina.
Dra. Marta Cardona Gálvez. Máster en Nutrición. Especialista de I
Grado en Medicina General Integral. Doctora en Medicina.
Lic. Pedro Morejón. Máster en Ciencias Biológicas. Licenciado en Biología.
Colaboradores
Lic. Yariela Sánchez Azahares. Licenciada en Alimentos.
Lic. Jorge Luis Rodríguez Díaz. Licenciado en Alimentos.
Prólogo
En el texto Temas de Higiene de los Alimentos, los profesores de la
asignatura homónima exponen los conceptos, definiciones y principales
explicaciones de esta ciencia, que permite garantizar la protección
sanitaria de los alimentos.
Los temas de microbiología, química, toxicología e inocuidad de los
alimentos constituyen este material, que será consulta obligada para los
estudiantes del perfil de salida Nutrición y Dietética de la carrera
Tecnología de la Salud.
Los contaminantes químicos y biológicos, explicados junto con los
temas que permiten su prevención, serán útiles además para estudiantes
de otras carreras afines, e incluso, profesionales que necesiten consultar
estas materias, con el propósito de elevar la calidad técnica de su
desempeño laboral.
Los contenidos de estos temas facilitarán además la información a
todos los que se interesen por el apasionante campo de las actividades
que facilitan la prevención y control de las enfermedades trasmitidas por
los alimentos.
En cada uno de los temas, desarrollados por los profesores que los
imparten, se expresa de forma actualizada los conocimientos científicotécnicos que permiten comprender sus fundamentos, así como los
procedimientos para sus aplicaciones prácticas.
El texto facilita la formación de recursos humanos que incluyen en
sus actividades laborales el noble empeño de contribuir a la alimentación
inocua y saludable de la población.
Los años durante los cuales serán leídas estas líneas, hasta reclamar
sus reimpresiones en versiones aún superiores, expresarán los principales
reconocimientos al esfuerzo de los autores, que es una de las razones
que tienen para ser trabajadores del Instituto de Nutrición e Higiene de
los Alimentos.
Dr. Jorge René Díaz Fernández
Director del INHA
Contenido
Sección I. Microbiología de los alimentos /1
Capítulo 1. Aspectos generales de la microbiología /3
Breve historia de la microbiología de los alimentos /3
Métodos ópticos en el estudio microbiológico /5
Posición que ocupan los microorganismos en el mundo viviente /5
Aspectos generales sobre el proceso infeccioso /15
Agentes antimicrobianos y desinfectantes /18
Bibliografía /19
Capítulo 2. Control microbiológico de los alimentos /20
Microbiología de los alimentos y su relación con otras ramas /21
Incidencia y tipos de microorganismos en los alimentos /22
Bibliografía /28
Capítulo 3. Principales bacterias patógenas en alimentos /29
Clasificación de las enfermedades alimentarias /29
Características generales de las bacterias patógenas que con mayor frecuencia se aislan de los alimentos /30
Bibliografía /41
Capítulo 4. Factores que influyen en el crecimiento y supervivencia
de los microorganismos /43
Crecimiento microbiano /43
Bibliografía /54
Capítulo 5. Parásitos en alimentos /55
Relación huésped-parásito /55
Forma de trasmisión de los parásitos en los alimentos /59
Epidemiología /59
Diagnóstico /59
Bibliografía /71
Capítulo 6. Virus en alimentos /72
Virus de la hepatitis A /75
Virus de la hepatitis E /76
Rotavirus /77
Adenovirus /77
Calicivirus /77
Astrovirus /78
Otros enterovirus: virus Echo y virus de la Polio /79
Bibliografía /79
Sección II. Química y toxicología de los alimentos /81
Capítulo 7. Introducción a la toxicología alimentaria /83
Capítulo 8. Tóxicos naturales que forman parte del alimento /86
Factores antivitamínicos /86
Inhibidores de proteasas /87
Taninos /88
Ácido fítico (ácido mioinositol 1,2,3,4,5,6 hexafosfato) /89
Oxalatos /89
Hemoaglutininas /89
Compuestos productores de favismo /90
Glucósidos cianogénicos /91
Saponinas /94
Alcaloides (solanina y chaconina) /94
Xantinas /95
Alcoholes /96
Bibliografía /98
Capítulo 9. Micotoxinas en alimentos /100
Toxinas del ergot /102
Aflatoxinas /103
Ocratoxinas /107
Zearalenona /108
Tricotecenos /109
Fumonisinas /110
Patulina /112
Métodos de análisis /113
Prevención y control /113
Bibliografía /115
Capítulo 10. Aditivos alimentarios /116
Colorantes orgánicos sintéticos /121
Edulcorantes /124
Antioxidantes /130
Conservadores /134
Bibliografía /142
Capítulo 11. Peligros toxicológicos de los envases plásticos /145
Migración total y específica /148
Principales plásticos utilizados para el envasado de alimentos /149
Monómeros de mayor interés toxicológico /150
Análisis de migración /158
Bibliografía /160
Capítulo 12. Contaminantes metálicos en alimentos /161
Arsénico /161
Mercurio /166
Cadmio /170
Plomo /175
Bibliografía /182
Capítulo 13. Tóxicos originados por el tratamiento térmico /186
Aminas heterocíclicas /186
Hidrocarburos policíclicos aromáticos /188
Productos de la peroxidación lipídica /191
Archilamida /195
Bibliografía /197
Capítulo 14. Toxinas de origen marino /199
Ciguatera (CTX) /201
Intoxicación neurotóxica por marisco (NSP) /203
Intoxicación diarreica por mariscos (DSP) /203
Intoxicación por saxitoxina o toxina paralizante de los moluscos (PSP) /204
Intoxicación por tetrodotoxina /206
Intoxicación amnésica por moluscos (ASP) /206
Intoxicación por aminas biógenas /207
Bibliografía /208
Sección III. Inocuidad de los Alimentos /209
Capítulo 15. Protección sanitaria de alimentos. Métodos de trabajo en
Higiene de los Alimentos /211
Métodos de trabajo en Higiene de los Alimentos /211
Bibliografía /215
Capítulo 16. Enfermedades trasmitidas por alimentos /216
Causas de las enfermedades trasmitidas por los alimentos /219
Principales características de algunas enfermedades trasmitidas por
alimentos /223
Estudio y control de las ETA /239
Otras posibles causas y asociaciones /243
Bibliografía /247
Capítulo 17. Métodos de conservación de alimentos /249
Clasificación de los alimentos por su facilidad de descomposición /250
Principios en que se basa la conservación de los alimentos /250
Métodos de conservación de alimentos /251
Bibliografías /264
Capítulo 18. Control sanitario de la leche y los productos lácteos /265
Leche /265
Productos lácteos /270
Bibliografía /272
Capítulo 19. Control sanitario la carne y los productos cárnicos
/273
Carne /273
Animales de los que se obtiene la carne /273
Obtención higiénica de la carne /275
Capítulo 21. Control sanitario del huevo /288
Estructura del huevo /289
Alteraciones de los huevos /290
Clasificación sanitaria /291
Propiedades del huevo /293
Consejos y normas de manipulación /294
Bibliografía /295
Capítulo 22. Control sanitario de frutas y vegetales /296
Frutas /296
Vegetales /297
Control sanitario de las frutas y vegetales /298
Importancia sanitaria /302
Jugos /304
Bibliografía /305
Capítulo 23. Control sanitario de las aguas y bebidas /306
Aguas /306
Bebidas no alcohólicas /308
Bebidas alcohólicas /309
Bibliografía /315
Capítulo 24. Alimentación colectiva /316
Principio de la marcha hacia delante /317
Venta de alimentos en las calles /318
Investigaciones realizadas en 8 ciudades de América Latina /320
Estudio FAO sobre venta de alimentos en las calles /321
Bibliografía /321
Capítulo 25. Programas de limpieza y desinfección /323
Términos fundamentales /323
Ventajas de un programa de limpieza, desinfección y control de vectores /324
Control de plagas y vectores /327
Bibliografía /334
Capítulo 26. Educación sanitaria: procedimientos para impartirla.
Principios y estrategias /335
Capacitación del personal que impartirá la educación sanitaria /335
Etapas de las actividades educativas /337
Educación sanitaria de los manipuladores de alimentos /341
Educación sanitaria para niños sobre Higiene de los Alimentos /350
Educación sanitaria para garantizar la inocuidad de los alimentos en el
hogar /355
Bibliografía /355
Capítulo 27. Tecnologías para garantizar la inocuidad de los
alimentos /357
Definición /358
Producción primaria /358
Resumen /368
Algunas consideraciones sobre el sistema HACCP /373
Resumen de ejemplos de aplicaciones de los principios del sistema
HACCP /375
Bibliografía /379
1
CAPÍTULO 1
Aspectos generales de la microbiología
Tamara K. Martino Zagovalov,
Virginia Leyva Castillo y Yamila Puig Peña
La microbiología es la ciencia que estudia los organismos demasiado
pequeños para ser percibidos a simple vista, por lo que se denominan microorganismos. En términos generales dentro del amplio dominio de la microbiología
se ubican todos los organismos con diámetro de 1 mm o inferior.
Sin los microorganismos sería imposible la vida, existen en la mayoría de los
lugares: los suelos, el aire, el agua, los alimentos, en la piel y mucosas del hombre
y los animales. Algunos son beneficiosos, o al menos no producen ningún daño,
otros son dañinos y producen enfermedades al hombre, los animales y las plantas. En relación con los alimentos hay microorganismos que ayudan en la elaboración de diferentes tipos de productos: queso, cerveza, vino; existen otros cuya
presencia sirve como indicador de la calidad sanitaria, o los que alteran sus características organolépticas y también microorganismos patógenos capaces de
producir enfermedades al ser ingeridos con el alimento.
BREVE HISTORIA DE LA MICROBIOLOGÍA DE LOS ALIMENTOS
El interés por evitar las enfermedades trasmitidas por los alimentos surge
con la práctica misma de ingestión de los alimentos; esta preocupación se manifiesta históricamente de muy diversas maneras. La necesidad de preservar los
alimentos contra el deterioro constituyó un medio que de forma indirecta ha contribuido a proteger su inocuidad. Aunque es difícil señalar con precisión los primeros conocimientos acerca de la presencia y el papel de los microorganismos
en los alimentos, se tiene evidencia de que su conocimiento antecede a la consideración de la microbiología como ciencia.
El período de producción de alimentos se remonta desde hace aproximadamente 8 000 años. Con la introducción de los alimentos preparados, hacen su
aparición los problemas de trasmisión de enfermedades por estos y las alteraciones debidas a conservaciones inadecuadas. Entre los años 3 000 y 1 200 a.n.e.
se utilizaron diferentes métodos en la conservación de alimentos: los judíos utilizaron la sal del Mar Muerto; los chinos y griegos comían pescado salazonado y
trasmitieron esta práctica a los romanos, quienes además incluyeron en su dieta
las carnes escabechadas; también debieron emplearse los aceites de oliva y sésamo para este fin. Al parecer existió una influencia entre el proceso de momificación y la conservación de alimentos.
3
Hacia los años 1 000 a.C los romanos sobresalieron en la conservación de
carnes y se cree que utilizaron nieve para la conservación de alimentos perecederos. Se supone que en este período apareció el ahumado para la conservación
de carnes, así como la elaboración de quesos y vinos. No se sabe si en esta
época se tenía conocimiento del papel de los alimentos en la trasmisión de las
enfermedades o del peligro para consumir carne de animales infectados. Entre el
nacimiento de Cristo y el año 1 100 d.C., parece ser que fue escasa la contribución al conocimiento de la naturaleza de las alteraciones e intoxicaciones
alimentarias. Durante La Edad Media las intoxicaciones por cornezuelo de centeno causaron decenas de miles de muertes. Hacia el siglo XIII, aunque se conocían las características propias de la carne higiénica, no se sabe si había
conocimientos de las posibles relaciones causales entre sanidad y presencia de
microorganismos.
A partir del descubrimiento de los microorganismos y de su participación
como causa de enfermedad desde finales del siglo XIX, se establecieron las bases
para la generación de los principios científicos que permitirían prevenir la contaminación, impedir la proliferación, inactivar de manera segura los agentes
patógenos microbianos en los alimentos y desarrollar técnicas que faciliten su
detección.
En 1683 Antony van Leeuwenhoek fue el primero en observar y describir
los microbios, llamados entonces animáculos. En 1765 Lázaro Spallanzani comprobó que el tratamiento térmico repetido permitía evitar el crecimiento de
microorganismos en infusiones, lo cual supone un primer desarrollo de métodos
de esterilización de líquidos; realizó experimentos para refutar la doctrina de la
generación espontánea, aunque no consiguió convencer a los seguidores de esta
doctrina. Theodore Schwann (1837) realizó los primeros experimentos relacionados con la fermentación y putrefacción, originada por microorganismos y otros
experimentos relacionados con la conservación de alimentos tratados con calor;
pero ninguno de estos 2 hombres consiguieron ventaja alguna de estos experimentos en cuanto a su aplicación práctica.
François Appert en 1809 desarrolló el método de conservación de carnes
en frascos de vidrio, que mantenía en agua hirviendo durante períodos variables.
Este método conocido como "appertización", constituyó la base del envasado de
alimentos de la forma en que hoy día se hace, a pesar de que Appert no era un
científico y probablemente ignoraba el alcance del descubrimiento en el que había trabajado. Louis Pasteur, genial investigador francés, químico y microbiólogo,
fue el primero que dio importancia y consideró el alcance y el papel de los
microorganismos en los alimentos: realiza experimentos que demuestran el origen microbiano de procesos de fermentación alcohólica (1860), láctica y butírica
(1861), así como demostró la existencia de microorganismos anaerobios. Hacia
1860 utilizó por primera vez el calor para destruir los microorganismos nocivos
del vino y de la cerveza (pasteurización). Louis Pasteur y John Tyndall demostraron definitivamente, que al igual que los organismos macroscópicos, los microbios solo son producidos por otros microbios.
4
Desde esta época hasta la actualidad se han producido espectaculares progresos en la utilización de los microorganismos. En Cuba el desarrollo de la microbiología es parte inseparable del desarrollo médico, científico y tecnológico.
MÉTODOS ÓPTICOS EN EL ESTUDIO MICROBIOLÓGICO
La historia de la microbiología está estrechamente ligada con la de la
microscopia, que es la ciencia que se ocupa de los usos y aplicaciones
interpretativas de los microscopios, los cuales nos permiten ver partículas muy
pequeñas que no pueden ser percibidas por el ojo humano.
El microscopio óptico es ampliamente usado en estudios microbiológicos.
En la actualidad se han desarrollado microscopios luminosos compuestos, que
constan al menos, de 2 sistemas de lentes (objetivo y ocular).
La microscopia de campo claro es la más usada para observar frotis coloreados, características morfológicas y movilidad de los microorganismos. Existe
además la microscopia de contraste de fase, campo oscuro y fluorescencia.
El microscopio electrónico tiene mayor resolución que el microscopio óptico, emplea un haz de electrones enfocado por un magneto. Permite observar las
estructuras detalladas de la célula, también ha sido muy útil en el campo de la
virología, pues permitió la observación e identificación de virus.
COLORACIONES
En microbiología las coloraciones o tinciones son muy útiles y se emplean
con diversos objetivos.
Las coloraciones pueden ser simple (usa un solo colorante) o compuestas,
cuando emplean varios colorantes en diferentes etapas, se utiliza para observar
tamaño, forma y agrupación de las células.
La coloración de Gram es una de las coloraciones más empleadas, desarrollada por Hans Christiam Gram en 1884, se utiliza para diferenciar las bacterias
en dependencia de la estructura de la pared celular, se basa en la reacción frente
al colorante, algunas células se tiñen con color azul-violeta y otras se decoloran y
se tiñen más tarde con un colorante de contraste safranina. Las bacterias llamadas grampositivas se tiñen de azul violeta y tienen una pared celular con elevado
contenido de ácido teicoico, mientras que las gramnegativas se tiñen de rosado y
su pared contiene lipopolisacáridos. Algunas modificaciones de este método se
han descrito.
Existen otras tinciones para demostrar estructuras de la célula (cápsula,
esporas, flagelos, etc.). También hay coloraciones específicas para el estudio de
bacterias ácido-resistente, parásitos y virus.
POSICIÓN QUE OCUPAN LOS MICROORGANISMOS
EN EL MUNDO VIVIENTE
En los siglos XVIII y XIX se planteaba la existencia de 2 reinos: reino vegetal
y reino animal, en los que se ubicaron los microorganismos basado en la facultad
para moverse activamente y la aptitud para realizar fotosíntesis.
5
Más tarde, con la aceptación de la teoría celular, esta clasificación comenzó
a crear interrogantes. Con el desarrollo de la microscopia electrónica se planteó
la existencia de 5 reinos: el reino monera, que incluía los procariontes (bacterias),
y otros 4 reinos que incluían los eucariontes: protoctista (integrado por algas,
protozoos, hongos viscosos y otros organismos acuáticos y parásitos menos conocidos), hongo (que incluye hongos macroscópicos y microscópicos y líquenes),
plantae (formado por musgos, helechos, coníferas y plantas con flores) y animalia
(formado por animales con esqueleto y sin él).
El desarrollo de la biología molecular simplificó a 3 los reinos: Archea que
incluye bacterias que sobreviven en condiciones extremas (termófilas, halófilas y
metanogénicas), procariotes y eucariotes.
CÉLULA PROCARIÓTICA
Las palabras procarionte y eucarionte vienen del griego: procarithique y
eucarithique, en las que pro significa antes; eu, verdadero y karion, núcleo.
Las diferencias fundamentales entre ellas se recogen en la tabla 1.1.
Tabla 1.1. Algunas diferencias entre procariontes y eucariontes
Aspectos
Procariontes
Eucariontes
Tamaño celular
Células pequeñas
(1-10 µm) < 2 µm de
diámetro
Presente en la mayoría
(peptidoglicano, ácido
teicoico, porinas, otros
polisacáridos y glicoproteínas)
Presencia
Ausencia
Células grandes
(10-100 µm)
Pared celular
Endospora
Organelos con
membrana
Sistema
respiratorio
Núcleo
ADN
extracromosomal
Desarrollo tisular
División celular
6
Ausente en animales; presente
en algas, hongos y plantas
Ausencia
Presencia
Ausencia de mitocondrias.
Las enzimas para la oxidación
de las moléculas orgánicas
se encuentran al nivel de
membrana celular
ADN en nucleoides no
rodeados por membrana.
No poseen cromosomas
Núcleo membranoso que
contiene cromosomas (ADN,
ARN y proteínas)
Presenta (plásmidos)
No presenta
No existe
Organismos multicelulares, desarrollo extenso de los tejidos
Mitosis, huso mitótico. Participación de uno y otro sexos en
la fertilización
Directa, principalmente
por fisión binaria. No
poseen centríolos, ni
huso mitótico,
ni microtúbulos
Presencia de mitocondrias
La célula bacteriana (procariótica) está constituida por la membrana celular que está rodeada por una pared celular, hacia el interior de la célula un citoplasma con ribosomas y una región nuclear (nucleoide), y presenta en algunos
casos gránulos, vesículas o ambos. Puede tener estructuras externas como:
flagelos, fimbrias y cápsula. Como grupo son las formas de vida más resistentes,
ya que han soportado las condiciones ecológicas más diversas.
Estructura de la célula bacteriana. La pared celular es una estructura
fundamental de la bacteria; le brinda rigidez a la célula, protección osmótica, es
la responsable de la forma celular y del comportamiento de las bacterias frente a
la tinción de Gram. Desempeña un papel importante en la división celular e interviene en su propia biosíntesis.
Su unidad básica es el péptidoglicano (típico de procariontes): polímero de
configuración D, que forma un enrejado. La biodiversidad en bacterias viene
dada por la configuración del péptidoglicano. Otro componente de la pared, típico
de procariontes, es el ácido mesoaminopimélico.
La mayoría de las bacterias se pueden clasificar en gramnegativas y
grampositivas de acuerdo con la coloración de Gram. En el caso de las bacterias
grampositivas contienen una pared celular (péptidoglicano) y a continuación se
encuentra la membrana citoplasmática. Las gramnegativas tienen una pared más
fina, pero más compleja que las grampositivas, y a diferencia de estas poseen
una membrana externa de lipopolisacáridos (LPS), que constituyen una endotoxina
bacteriana.
La membrana citoplasmática es la barrera que separa la parte externa e
interna de la célula, se encuentra rodeando al citoplasma. Es una estructura
fundamental de la célula, presenta cationes calcio y magnesio que le dan estabilidad, también está formada por fosfolípidos y proteínas. Es una barrera altamente selectiva, posibilita que la célula acumule metabolitos y excrete sustancias de
reserva. A nivel de membrana ocurren todos los mecanismos de transporte.
Estructuras externas. La cápsula es una estructura que poseen algunas
especies bacterianas capaces de sintetizar grandes cantidades de polímeros
extracelulares. Se deposita alrededor de la pared celular, es la estructura más
externa de la mayoría de las células procariontes y consiste en un revestimiento
viscoso, gomoso o mucilaginoso, que puede ser de naturaleza polisacarídica o
polipeptídica y no es imprescindible para la vida; además, desempeña un papel
importante en la virulencia de la célula, así como le ofrece propiedades
antifagocitarias. Protege a la célula de la desecación, permite la adherencia a
otras superficies celulares, por la capacidad que le ofrece de pegar iones metálicos y aminoácidos con carga positiva.
Los flagelos están compuestos en su totalidad por proteínas, estos son los
responsables del movimiento, es decir, órganos de la locomoción para las formas
que los poseen. Estos son submicroscópicos y se observan al microscopio óptico
con tinciones especiales. Se conocen 3 tipos de ordenamiento: monótrico (flagelo
polar simple), lofótrico (flagelos polares múltiples) y perítricos (flagelos distribuidos en la totalidad de la célula).
7
Fimbrias o pili. Son apéndices rígidos de la superficie bacteriana, estructuras mucho más pequeñas y finas que los flagelos. Solo se observan al microscopio electrónico. Se diferencian 2 tipos de pili: el sexual y las adhesinas, estas
permiten a la bacteria adherirse a las células del hospedero.
Estructuras internas. El citoplasma constituye la mayor parte del contenido celular, es una sustancia semifluida que está delimitada por la membrana
citoplasmática y posee elevado contenido de agua, así como sustancias químicas
(carbohidratos, enzimas, lípidos, proteínas). En el citoplasma ocurren reacciones
químicas, metabólicas y anabólicas.
El nucleoide o región nuclear es la zona donde se halla el material genético
(ADN), no existe membrana nuclear ni aparato mitótico y puede considerarse
como un cromosoma único. Algunas bacterias poseen ADN circular
extracromosómico que se conoce con el nombre de plásmido.
Los ribosomas están compuestos por ARN y proteínas, su función es la
síntesis de proteínas. Los ribosomas de procariontes son menores que los de
eucariontes.
En el citoplasma se pueden encontrar también otras estructuras como los
cromatóforos, que tienen como función la fotosíntesis, además se hallan las sustancias de reserva. Existe material de reserva no nitrogenado (glucógeno),
nitrogenado (cianoficina), gránulos de volutina y corpúsculos de azufre; la mayoría se acumula en el citoplasma al finalizar la fase activa de crecimiento.
Endospora bacteriana. Solo algunos géneros bacterianos son capaces de
producir endospora. El proceso de esporulación consiste en la modificación
morfológica de la célula vegetativa en espora, la cual es capaz de sobrevivir
largos períodos en condiciones adversas del medio. La endospora contiene toda
la información genética de la célula vegetativa. Cuando las condiciones ambientales (físicas, químicas y nutricionales) que dieron lugar a la formación de la
endospora se reestablecen, ocurre el proceso de "germinación" que da lugar a la
célula vegetativa (tabla 1.2).
División celular bacteriana. Las bacterias casi siempre se dividen por
fisión binaria o bipartición simple. El cromosoma bacteriano se fija a la membrana. Al terminar la autoduplicación del DNA sucede la síntesis de una membrana
transversa que separa los 2 cromosomas homólogos, desplazándolos, lo cual es
Tabla 1.2. Diferencias entre la endospora y la célula vegetativa
Endospora
Actividad enzimática
Contenido de iones calcio
Resistencia al calor
Resistencia a radiaciones
y sustancias químicas
Contenido de agua
pH citoplasmático
8
Célula vegetativa
Baja
Alto
Sí
(por ácido dipicolínico)
Sí
Alta
Bajo
10-25 %
5,5-6,0
80-90 %
7,0
No
No
seguido por la formación de una nueva pared celular; la célula que se origina es
idéntica a la célula madre.
Formas de la célula bacteriana y agrupaciones características. Según
su forma las bacterias se clasifican en: cocos, bacilos y espirilos.
Al permanecer unidas temporalmente después de dividirse, las bacterias
pueden formar grupos característicos:
− Cocos: parejas (diplococos), cadenas (estreptococos), racimos (estafilococos),
grupos de 4 células (tétradas) y grupos de 8 células (sarcinas).
− Bacilos: parejas (diplobacilos), cadenas (estreptobacilos) e hileras paralelas
(palizadas).
Clasificación de las bacterias. La taxonomía o clasificación biológica es
la disposición sistemática de los organismos en grupos o categorías. Los nombres científicos son definiciones abreviadas o descripciones de los
microorganismos.
Para nombrar las bacterias se emplea el sistema binomial de nomenclatura;
el nombre se escribe en latín y está compuesto por 2 palabras: la primera indica
el grupo taxonómico de mayor categoría (el género) y la segunda hace referencia a una especie en particular. Toda vez escrito en un texto, el género y la
especie de un microorganismo al repetirla solo necesita poner la inicial del género, punto y el nombre de la especie.
MICROORGANISMOS EUCARIONTES. HONGOS
Principales características de los hongos. Son organismos formadores
de espora, que carecen de clorofila; poseen todas las estructuras de la célula
eucariota: mitocondrias, complejo de Golgi, retículo endoplasmático, núcleo, etc.
Algunos son parásitos de animales o plantas; además son aerobios, aunque bajo
determinadas condiciones anaerobias algunos pueden germinar y desarrollarse
(ejemplo, las levaduras). Según su forma de crecimiento se denominan hongos
filamentosos o levaduras.
Los hongos filamentosos crecen en forma de hifas, esta es la unidad celular
de los hongos filamentosos; son estructuras cilíndricas parecidas a tubos,
filamentosas, rodeadas por una membrana citoplasmática, presentan esteroles y
luego una pared celular formada fundamentalmente por quitina. Los hongos superiores poseen hifas septadas y los inferiores no septadas, y son multinucleadas.
Los septos poseen poros que permiten el paso del contenido citoplasmático, incluyendo el núcleo. A partir de la hifa se forman estructuras diferenciadas que
cumplen distintas funciones.
Al conjunto de hifas unidas y entrelazadas se les denomina micelio, el cual
puede ser reproductivo (donde se encuentran las esporas) o vegetativo (es el que
se introduce en el medio de cultivo para absorber los nutrientes). Producen
pigmentos y son tenaces, resisten la desecación severa y otras agresiones. Se
consideran los eucariontes más adaptables.
9
Los hongos levaduriformes se distinguen porque son unicelulares y poseen
formas diversas, como colonias suaves, cremosas y con pigmentos variados según el género y la especie.
Algunos son dimorfos pues crecen tanto en la forma filamentosa como en
la levaduriforme, lo cual depende de factores como la temperatura a que estén
sometidos (25 ó 37 °C) y los nutrientes.
La reproducción en hongos puede ser sexual o asexual, generalmente tiene
lugar mediante la formación de esporas. La reproducción asexual puede ser
también por gemación o fragmentación del talo. La reproducción sexual es más
compleja, supone la unión de 2 núcleos compatibles, lo que ocurre a través de 3
procesos: plasmogamia, cariogamia y meiosis.
Nutrición microbiana. Los nutrientes son todas las sustancias empleadas
por las células como fuente de materia prima para la biosíntesis y generación de
energía. La nutrición microbiana debe cubrir 2 necesidades básicas de la célula:
el suministro de carbono para el mantenimiento de su composición y el suministro
de energía para la actividad metabólica. El agua constituye el nutriente principal
en términos cuantitativos, representa del 80 al 90 % del peso total de la célula.
En los microorganismos, los macronutrientes constituyen la mayor parte del
peso celular, estos son: C, O2, N, S, H2, P, K y Fe. De los macronutrientes que
necesita la célula, el carbono es el más importante por su peso en la nutrición de
todos los organismos, representa el 50 % del peso seco celular; también tienen
suma importancia el nitrógeno y el azufre. Las funciones del oxígeno son muy
variadas, se encuentra formando parte del agua y también es requerido en el
metabolismo energético.
Para su desarrollo los microorganismos también requieren micronutrientes
o elementos trazas que se encuentran en un orden menor en la célula: Zn, Mg,
Mo, Cu, Co, Ni, etc. Todos los elementos metálicos pueden suministrarse entre
los nutrientes como cationes de sales inorgánicas. Las vitaminas también son
requeridas para el crecimiento.
A través de la pared celular y la membrana citoplasmática entran a la célula
los nutrientes y la energía necesaria, y salen los desechos.
Los microorganismos se clasifican desde el punto de vista nutricional según
la fuente de carbono y energía que emplean de la forma siguiente:
− Fotoautótrofos. Emplean la luz como fuente de energía y el CO2 como principal fuente de carbono.
− Fotoheterótrofos Emplean la luz como fuente de energía y un compuesto orgánico como principal fuente de carbono.
− Quimiautótrofos. Usan una fuente química para el suministro de energía y el
CO2 como fuente de carbono. La energía se obtiene por la oxidación de compuestos inorgánicos reducidos.
− Quimioheterótrofos. Son aquellos organismos que emplean una fuente química de energía y una sustancia orgánica como fuente de carbono. En esta
categoría, tanto el carbono como la energía son derivados del metabolismo de
10
un compuesto orgánico, por lo que son precisamente estos los organismos de
interés para la microbiología de los alimentos.
Los microorganismos a partir de fuentes de carbono muy simples y sustancias minerales son capaces de sintetizar todas las complejas estructuras celulares que le dan vida. No obstante, existen microorganismo que pierden la facultad
de sintetizar determinados metabolitos esenciales, conocidos como factores de
crecimiento, ellos son: vitaminas (que se emplean como factores enzimáticos),
aminoácidos (que constituyen las proteínas) y enzimas, así como purinas y
pirimidinas (precursoras de los ácidos nucleicos), que son imprescindible añadirlos al medio de cultivo en muy pequeñas concentraciones, para que este tipo de
microorganismo pueda desarrollarse. Este fenómeno se conoce como auxotrofía.
Por tanto los microorganismos auxótrofos son aquellos que requieren que
en su medio de cultivo se incorpore algún factor de crecimiento para que estos se
desarrollen; mientras que los organismos protótrofos son capaces de crecer en
medios sin requerimientos de factores de crecimiento, estos medios de cultivo
son medios mínimos, que solo poseen una fuente de carbono, energía y sales.
Ecología microbiana. Los seres vivos no se conciben sin el medio ambiente, ellos constituyen una unidad esencial. Los microorganismos establecen
relaciones más o menos estrechas con otros microorganismos, o con plantas y
animales superiores. Estas relaciones pueden tener causas nutritivo-fisiológicas
o de tipo ecológico.
La coexistencia de 2 organismos diferentes durante largos períodos de vida
se conoce como simbiosis.
Para estudiar las relaciones entre los seres vivos se establecen categorías,
según la ubicación en las cadenas alimentarias. Estas categorías son:
− Comensalismo. Es la relación interespecífica, entre especies diferentes, donde un organismo denominado comensal vive en otro sin causarle daño. En esta
relación el beneficio mutuo es menos ostensible, pero no hay perjuicio para
ninguno de los organismos participantes.
− Mutualismo: es la relación interespecífica que es favorable para ambas especies.
− Parasitismo. Es la relación interespecífica en la que un organismo vive a expensas de otro durante toda su vida o parte de ella, provocándoles daño o no,
aparente o inaparente. Solo uno de los miembros -el parásito- se beneficia, y el
otro organismo se perjudica. Los parásitos pueden ser obligados, cuando no
pueden vivir si no es a expensas del huésped, o facultativos.
Los organismos saprófitos son aquellos que nunca interfieren en el funcionamiento normal de su hospedero o que no habitan en animales o vegetales
vivos. Estos organismos viven normalmente sobre materias inanimadas o sustancias orgánicas muertas y en descomposición.
Metabolismo microbiano. La capacidad para utilizar y transformar la
energía es una de las propiedades fundamentales de los sistemas vivientes. El
crecimiento microbiano requiere la formación de estructuras bioquímicas
11
complejas: proteínas, ácidos nucleicos, polisacáridos y lípidos; para ello, es necesario tomar nutrientes preformados del medio o sintetizarlo, por lo que se requiere una fuente de energía; todo este proceso se conoce como metabolismo.
El metabolismo da lugar a 2 procesos importantes y opuestos: la generación
de energía y la utilización de ella en los procesos de síntesis celular; estos procesos se conocen con el nombre de catabolismo o metabolismo degradativo y
anabolismo o biosíntesis. El anabolismo va dirigido a la síntesis de macromoléculas;
es un proceso que requiere energía.
El catabolismo es el proceso que aporta la energía para la síntesis de
macromoléculas; esta energía se obtiene usualmente en forma de ATP (adenosín
trifosfato).
Las funciones del metabolismo energético en la célula son:
− Obtención de energía para los procesos celulares. Energía química de los enlaces del sustrato (nutriente) o de la luz absorbida.
− Conversión de los compuestos nutritivos en precursores de los componentes
celulares (formación de macromoléculas).
− Organización de las macromoléculas en polímeros: proteínas, ácidos nucleicos
y otros.
− Formación y degradación de las biomoléculas necesarias para las funciones
específicas de la célula.
Catabolismo. La generación de ATP se produce mediante mecanismos
que tienen lugar en la membrana: la fosforilación al nivel de sustrato y la
fosforilación asociada al transporte de electrones, y estos mecanismos se ponen
de manifiesto en los esquemas o modos de metabolismo que emplea la célula
microbiana para obtener energía (fermentación, respiración y fotosíntesis). A los
efectos de la microbiología de los alimentos solo los 2 primeros son de interés.
Fermentación. La fermentación es el mecanismo más simple y quizás el
más antiguo desde el punto de vista evolutivo, de los procesos de obtención de
energía. Es el proceso metabólico -generador de ATP- en el que tanto donantes
como aceptores de electrones son moléculas orgánicas. La molécula donante se
oxida y la aceptora se reduce. En este esquema de metabolismo tiene lugar un
mecanismo que acontece en la membrana, en el que el ATP se forma a partir de
ADP (adenosín difosfato) por transferencia de un grupo fosfato PO42- de alta
energía a partir de un intermediario catabólico, este mecanismo se conoce como
fosforilación al nivel de sustrato.
La fermentación ocurre en ausencia de oxígeno y en ella existe un balance
riguroso de carbono, hidrógeno y oxígeno entre los sustratos y los productos. Los
grupos de microorganismos que pueden fermentar son los anaerobios estrictos,
facultativos y aerotolerantes.
Respiración. Es el proceso metabólico generador de ATP en el que tanto
compuestos orgánicos, como inorgánicos sirven para donar electrones (oxidándose) y solo los inorgánicos se utilizan como aceptores (reduciéndose). En todo
12
proceso respiratorio participa la cadena de transporte electrónico, en esta cadena los compuestos son oxidados y reducidos de forma reversible y en ella el ATP
se forma mediante un mecanismo denominado fosforilación oxidativa.
Los microorganismo que pueden emplear compuestos orgánicos como
donadores de electrones son los organismos heterótrofos, y los que pueden emplear compuestos inorgánicos como donadores de electrones son las bacterias
litótrofas o autótrofas.
La respiración puede ser:
− Aerobia. Cuando el aceptor final de electrones en la cadena respiratoria es el
oxígeno. Es la respiración más completa, eficiente y evolucionada. Es el proceso que mayor energía permite obtener.
− Anaerobia. Cuando el aceptor final de electrones es una sustancia oxidada
(sulfatos, nitratos y carbonatos). Este proceso respiratorio es característico de
un pequeño grupo de bacterias.
Atendiendo al proceso respiratorio que realizan los microorganismos, pueden clasificarse como:
− Aerobios estrictos. Solo pueden vivir en presencia de oxígeno.
− Anaerobios facultativos. Microorganismos que pueden generar ATP mediante
la fermentación y la respiración anaerobia, empleando el ión nitrato como aceptor
final de electrones. Este tipo de respiración es importante para las bacterias
porque les da la posibilidad de contar con un proceso alternativo ante condiciones adversas, que le permite vivir de manera anaerobia.
− Anaerobios estrictos. Microorganismos que no pueden emplear la respiración
aerobia como alternativa para obtener ATP. Emplean SO42- y CO32- como
aceptores de electrones. No sobreviven en presencia de oxígeno, y requieren
condiciones especiales de incubación para lograr cultivos en el laboratorio.
Existen microorganismos que necesitan atmósferas constituidas por una
mezcla de gases y logran tolerar bajas tensiones de oxígeno, o sea, requieren
bajas tensiones de oxígeno para su desarrollo, estos son los llamados microaerófilos.
Anabolismo. A partir de diversas vías metabólicas los microorganismos
sintetizan las macromoléculas necesarias para su desarrollo, de este modo se
forman los componentes de la pared celular, como el péptidoglicano; también
sintetizan lipopolisacáridos (LPS), característicos de bacterias gramnegativas,
polímeros capsulares extracelulares, material de reserva y así todos y cada uno
de los componentes que necesita la célula.
Todas las vías metabólicas de producción de energía tienen la misma función común: la provisión de ATP y nucleótidos de piridina reducidos, para realizar
las reacciones de la biosíntesis celular. El desarrollo microbiano solo puede entenderse como el resultado de una actividad química alta y específicamente
regulada, que responde al principio de economía celular, para ello, en la célula
operan 2 mecanismos diferentes de regulación: la regulación inespecífica de la
actividad biosintética y los mecanismos de regulación rápidos y específicos.
13
Crecimiento microbiano. En los sistemas biológicos, el crecimiento es el
incremento irreversible en la cantidad de constituyentes celulares y de sus estructuras.
En los organismos unicelulares el crecimiento se refleja por el aumento de
tamaño y masa de la célula, con una división posterior en 2 células hijas y, por
tanto, incremento en la población. En los organismos filamentosos se destaca
aumento en el volumen y la elongación de los filamentos.
Al inocular un microorganismo en un recipiente cerrado con cantidad fija de
medio de cultivo e incubarlo a una temperatura, se aprecian cambios a través del
tiempo, los que han sido estudiados y divididos en fases que caracterizan determinados estados morfológicos y fisiológicos de la célula, de acuerdo con los
factores del medio donde se encuentra (Fig. 1.1).
Fig. 1.1. Fases de la curva típica de crecimiento microbiano.
En los alimentos ocurren procesos similares, dado que la mayoría contienen
microorganismos en determinados niveles.
Fase I. Fase lag o de latencia. Primera fase del crecimiento. Adaptación a
un medio ambiente con nuevas condiciones, existe cese parcial de las funciones
metabólicas, formación de enzimas y metabolitos intermediarios necesarios para
la reanimación del crecimiento. La velocidad específica de crecimiento es cero.
La extensión de esta fase depende del inóculo, la edad del cultivo, la composición
del medio y las características de la cepa utilizada del microorganismo.
Fase II. Fase de aceleración positiva. Las células disminuyen de tamaño,
comienzan a utilizarse las reservas y aparecen nuevas funciones. La velocidad
específica de crecimiento se incrementa hasta un valor máximo.
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Fase III. Fase exponencial o de crecimiento logarítmico. Comienza toda
vez que el microorganismo ha alcanzado la velocidad específica de crecimiento
máxima y esta se mantiene constante. Esta fase exponencial se caracteriza por
elevada actividad fisiológica; el contenido de ARN alcanza su máximo valor, lo
cual determina la intensidad de crecimiento y elevado nivel de la síntesis de
proteína, además, tiene lugar la división celular, y existe aumento exponencial de
la masa.
También en esta fase existe un equilibrio de flujo de material. Este proceso
se mantiene hasta que se agoten los nutrientes, se acumulen muchas sustancias
tóxicas que inhiban el crecimiento y se manifieste las características más importantes de la célula.
Fase IV. Fase de aceleración negativa o crecimiento retardado. Estadio de
deficiencia: la concentración de nutrientes decrece a expensas de una acumulación del producto, el crecimiento y la división disminuyen por efecto de factores
externos no favorables (aumento de la temperatura, la presión osmótica, la acumulación de metabolitos tóxicos, etc.). La concentración de nutrientes llega a ser
tan baja que la velocidad específica de crecimiento va de máxima a cero.
Fase V. Fase estacionaria. Cese completo del crecimiento por agotamiento
de nutrientes y acumulo de sustancias tóxicas. La velocidad específica de crecimiento es cero. El número de microorganismos en la unidad de volumen se muestra
existiendo un equilibrio entre la división y la muerte, aunque la mayor parte de la
población pasa al metabolismo endógeno, es decir, mantiene la viabilidad a expensas del consumo de su propia masa (sustancias de reserva). El agotamiento
de los nutrientes, la excreción de sustancias tóxicas, el cambio en el pH y en las
condiciones óxido-reductoras, así como en la concentración celular, determinan
las características de esta fase.
Fase VI. Fase de declinación o muerte. La velocidad específica de crecimiento es negativa (muerte). Aumento de la mortalidad, son más las células que
mueren que las que nacen, aunque puede persistir un número pequeño de sobrevivientes a expensas de los nutrientes de las que mueren. La célula pierde toda
capacidad para los procesos degradativos.
ASPECTOS GENERALES SOBRE EL PROCESO INFECCIOSO
Enfermedad es todo cambio o alteración fisiológica que puede causar síntomas o no. La enfermedad infecciosa es aquella alteración producida por agentes
biológicos microscópicos; es el resultado de una relación no exitosa entre el parásito y el hospedero.
La infección implica aparición de microorganismos en tejidos vivos, viene
dada por la presencia y multiplicación de microorganismos en la superficie o
dentro de otro organismo. Comienza con ese primer encuentro en el que se llega
a establecer un microorganismo en un macroorganismo. Es una unión al nivel
molecular entre 2 componentes: uno celular (receptor) y otro microbiano
(adhesina).
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Un agente patógeno es definido como un organismo que tiene elevada potencialidad para causar enfermedad. Los factores que afectan el desenlace final
de la relación hospedero-parásito determinan la salud o la enfermedad. Esta
habilidad depende de diversos factores, entre los que se encuentran: la dosis
infecciosa y virulencia del parásito, la puerta de entrada y los mecanismos de
defensa del hospedero.
Existen microorganismos que son patógenos verdaderos y otros son oportunistas. Los patógenos verdaderos se sobreponen a las defensas del organismo y
producen enfermedad, mientras que los oportunistas son aquellos que solo inducen enfermedad cuando los mecanismos de defensa del hospedero están comprometidos o debilitados. Algunos miembros de la microbiota normal pueden ser
patógenos oportunistas.
La patogenicidad es un atributo de las bacterias, dentro de las diferentes
cepas de una especie se pueden encontrar amplias variaciones en la habilidad
para perjudicar o dañar la especie hospedera. Esta patogenicidad relativa se
conoce como virulencia. La virulencia es un atributo de cepa y no de especie. En
general, cuando una bacteria es más virulenta la dosis para infectar a un individuo dado es menor.
Se conoce que los procesos que intervienen en las relaciones que se establecen entre huésped y parásito son muy complejos, y en modo alguno se puede
considerar que ellas pueden ser unilaterales.
FACTORES DE VIRULENCIA O ATRIBUTOS PATOGÉNICOS
Los factores de virulencia o atributos de patogenicidad son mecanismos
que los microorganismos han desarrollado para evadir o engañar las defensas
protectoras de los organismos superiores. Muchos microorganismos deben su
virulencia a una interacción compleja de diferentes factores patogénicos y no a
un solo mecanismo.
Algunos de estos atributos son tratados en este capítulo de forma abreviada, atendiendo a aquellos mecanismos que participan en la primera parte del
proceso infeccioso: adherencia, colonización e invasión y los que participan en la
segunda parte del proceso infeccioso provocando el daño.
Adhesinas. Las adhesinas, como las fimbrias o pili, participan en la primera parte del proceso infeccioso propiciando la adherencia.
Por lo general, todas las enfermedades infecciosas comienzan en la superficie del huésped. La adherencia es una relación que se establece al nivel molecular,
donde participan las adhesinas del patógeno y los receptores del hospedero. Adhesión equivale a fijación, es el proceso mediante el cual la bacteria se "pega" a
la superficie de las células del huésped. La unión de las adhesinas y los receptores es un estrecho y específico modo llave-cerradura.
Cápsula. La cápsula evita la fagocitosis y dificulta el reconocimiento de la
bacteria por el sistema inmunológico del huésped, por lo tanto este es un mecanismo que favorece la diseminación bacteriana en el proceso de infección.
16
Sideróforos. La producción de sideróforos permite a la bacteria extraer el
hierro que se encuentra en proteínas como la lactoferrina y la transferrina, para
hacerlo asequible al microorganismo.
OTROS FACTORES DE VIRULENCIA ASOCIADOS CON LA INVASIVIDAD
La pared celular de algunas bacterias contiene cantidades importantes de
determinados compuestos que inhiben la fusión del fagosoma-lisosoma; otros
mecanismos que evitan esta unión también han sido expuestos, aunque no han
sido demostrados de manera convincente para la mayoría de los microorganismos.
Se ha visto que la exposición a los gránulos hidrolíticos lisosomales puede ser
evitada por inhibición de la fusión del lisosoma con el fagosoma.
Existen microorganismos que además pueden ser capaces de resistir las
acciones antimicrobianas de las enzimas fagolisosómicas. Estos mecanismos
pueden hacer que el organismo sea resistente a la muerte en el fagolisosoma.
Otro mecanismo empleado es la destrucción de las células fagocíticas, el
que está asociado con la producción de toxinas.
Toxinas y enzimas. La producción de toxinas y enzimas por parte de un
patógeno en un hospedero implica daños. Las toxinas microbianas se clasifican
como exotoxinas y endotoxinas.
Las exotoxinas se producen durante el metabolismo de las bacterias y son
secretadas al ambiente que las rodea. Se originan por las bacterias grampositivas
y en ocasiones por las gramnegativas; son proteínas inmunogénicas; ejercen su
acción por destrucción de componentes celulares específicos o interferencia de
funciones celulares específicas.
Las exotoxinas se pueden clasificar según las células que afectan, por ejemplo: las neurotoxinas como la botulínica que ejercen su acción primaria sobre el
sistema nervioso, y las enterotoxinas como las producidas por Staphylococcus
aureus, afectan el enterocito (tabla 1.3).
También, en dependencia de la estructura y acción se consideran como:
citotoxinas (hemolisinas, fosfolipasas) y superantígeno.
Las citotoxinas atacan la membrana celular. Las hemolisinas poseen acción
lítica sobre los eritrocitos de los mamíferos, y las fosofolipasas separan el grupo
cabecera de los fosfolípidos del resto de la estructura de la membrana celular;
hacen inestable la estructura bicapa de la membrana y la célula se rompe.
Los superantígenos ejercen su acción directamente entre el complejo principal de histocompatibilidad (MHC) de clase 2 y los receptores celulares específicos, por lo que se liberan citoquinas, apareciendo el daño celular. La toxina A
del Staphylococcus es considerada un superantígeno.
Las endotoxinas forman el componente LPS de la membrana externa de
las bacterias gramnegativas y son liberadas en grandes cantidades solo cuando
la célula se lisa. La toxicidad de las endotoxinas radica en el lípido A (responsable
de todos los efectos que se producen por microorganismos gramnegativos). La
endotoxina es el iniciador primario en el shock séptico por bacterias gramnegativas.
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Tabla 1.3. Características que diferencian a endotoxinas y exotoxinas
Propiedades
Endotoxinas
Exotoxinas
Fuente bacteriana
Solo gramnegativas.
Para mostrar actividad
biológica no es necesaria
su liberación
LPS de la membrana
externa. Se libera cuando
la célula muere
Lípido de la membrana
externa (LPS)
Estable
No son convertidas
a toxoide
Generales (fiebre,dolores,
hipotensión)
Pequeña
Grampositvas, ocasionalmente
por gramnegativas. Excretada
por células vivas
Relación con el
microorganismo
Química
Estabilidad al calor
Inmunología
Efectos
Dosis letal
Producto metabólico del crecimiento
Proteína
Casi siempre inestable
Muy antigénicas.
Toxoide (antitoxina)
Afecta funciones celulares
Elevada
La invasión bacteriana de los tejidos es facilitada con frecuencia por la
liberación de enzimas, entre ellas se encuentran las hialuronidasa, coagulasa,
colagenasa, lecitinasa, leucocidinas, etc.
AGENTES ANTIMICROBIANOS Y DESINFECTANTES
Los antimicrobianos son compuestos que tienen acción contra los
microorganismos, pueden ser de origen microbiano o químico.
Algunas definiciones que deben ser conocidas en relación con el tema son
las siguientes:
Sepsis. Presencia de microorganismos perjudiciales en el tejido vivo.
Asepsia. Ausencia de microorganismos patógenos. Es en sentido estricto
la ausencia de gérmenes infecciosos en tejidos vivos.
Bactericida. Que tiene la propiedad de matar las bacterias. Se dice de
cualquier agente que destruye las bacterias patógenas o no, aunque no siempre
sus esporas; es una acción irreversible. El sufijo -cida- significa exterminador.
Bacteriostático. Que tiene la propiedad de inhibir la multiplicación
bacteriana, esta se reanuda en cuanto se retira el agente. Los agentes
bacteriostáticos son sustancias o condiciones que no destruyen inmediatamente
las bacterias, inhiben su multiplicación de modo que mueren solo después de
algún tiempo sin un aumento importante de su número. Stasis es una palabra
griega que significa detención.
Estéril. Exento de vida de cualquier clase. Dado el criterio de muerte para
los microorganismos, incapacidad para reproducirse.
Desinfectante. Agente químico capaz de destruir los microorganismos, en
el caso de las bacterias su forma vegetativa, no necesariamente sus esporas,
disminuye estas a niveles mínimos. La mayoría de los desinfectantes son tóxicos
18
o perjudiciales a los tejidos y no pueden ser empleados como antisépticos. Su
acción bactericida está determinada por la concentración, tiempo y temperatura
a la que son aplicados.
Higienizante. Cualquier agente que reduzca el recuento bacteriano a niveles inocuos en el aspecto de las necesidades sanitarias. Suelen aplicarse a
objetos inanimados como utensilios, pisos, paredes y mesetas.
Antiséptico. Son sustancias que destruyen o inhiben microorganismos especialmente en el cuerpo. Los antisépticos poseen poca toxicidad selectiva, por
lo que solo pueden ser usados para inactivar microorganismos en el medio inanimado o hasta cierto grado sobre la superficie cutánea.
Antibióticos. Compuestos producidos por bacterias u hongos, capaces de
impedir la presencia de otros microorganismos, ya sea porque inhiben el crecimiento o porque logran eventualmente destruirlos. En la actualidad el hombre ha
logrado variar la estructura de estos compuestos para mejorar sus características, creando así antibióticos sintéticos.
BIBLIOGRAFÍA
Howard, B.J. (1993). Clinical and pathogenic microbiology. 2nd. edition. St Louis. Mosby.
Jawetz, J.L.; Melnick, E.; E.A. Adelberg. (1996). Microbiología médica. México, D.F. Ed. El
Manual Moderno, S.A. de C.V., 15ta edición.
Joklik, W.K.; Willett H.P.; D.B. Amos Zinsser (1983). Microbiología. 17ma edición.
Llop; Valdés-Dapena; Zuazo (2001). Microbiología y parasitología médica. La Habana Ed. Ciencias Médicas.
Martínez, J.A.; Sánchez, M.; Quintana, V.; G. Pazos del Barrio (1989). Microbiología general. La
Habana, Pueblo y educación.
Rojas, N.; Pazos, V.; O. Coto (1988). Microbiología clínica I. La Habana. Ministerio de Educación
Superior.
Salle. (1976). Bacteriología. Cap. XVII. Desinfección y desinfectantes.
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CAPÍTULO 2
Control microbiológico de los alimentos
Virginia Leyva Castillo,
Tamara K. Martino Zagovalov y Yamila Puig Peña
Los microorganismos se utilizan para obtener gran variedad de alimentos,
son causa de su deterioro y pueden provocar enfermedad en el hombre. Producir, distribuir y consumir alimentos con buena calidad sanitaria (crudos o preparados), para el consumo inmediato o procesado, forma parte de los intereses de
cualquier comunidad. La satisfacción de este objetivo está en relación directa
con el desarrollo social, económico y cultural de un país.
Diversas circunstancias han hecho necesario el control microbiológico de
los alimentos, tales como: el aumento del comercio internacional de estos productos, el posible riesgo derivado del empleo de nuevas técnicas en su producción en masa, su rápida y amplia distribución y el consumo en algunas áreas o
países de alimentos procedentes de zonas en las que son prevalentes las enfermedades entéricas.
La presencia de microorganismos en los alimentos no significa necesariamente un peligro para el consumidor o una calidad inferior de estos productos. Si
se exceptúa el número reducido de productos esterilizados, cada bocado de alimentos contiene levaduras inocuas, mohos, bacterias y otros microorganismos.
La mayor parte de los alimentos se convierte potencialmente en patógenos para
el consumidor, después que han sido violados los principios de higiene, limpieza y
desinfección durante el proceso de elaboración, transporte y conservación. Si los
alimentos han estado sometidos a condiciones favorables para la entrada y/o
multiplicación de agentes infecciosos o toxigénicos, los mismos pueden constituir
un vehículo de trasmisión de enfermedades, como salmonelosis o la intoxicación
estafilocócica.
La deficiente calidad sanitaria de los alimentos se traduce en daños de
variada naturaleza para las poblaciones implicadas. Los daños incluyen aparición
de enfermedades, gastos de atención médica, deterioro de la calidad de vida,
pérdidas económicas por deterioro de los alimentos, daño al turismo y causa de
muerte. Según la Organización Mundial de la Salud, las enfermedades trasmitidas por alimentos (ETA) constituyen el problema de salud pública más extendido
en el mundo actual.
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MICROBIOLOGÍA DE LOS ALIMENTOS Y SU RELACIÓN
CON OTRAS RAMAS
La microbiología de los alimentos es la rama de la microbiología que se
ocupa entre otros aspectos del estudio de los microorganismos que pueden afectar la calidad sanitaria de los alimentos y el agua. El área de la microbiología de
los alimentos es basta y compleja, pues incluye además las características generales de estos microorganismos, su ecología, su resistencia al medioambiente, su
capacidad para sobrevivir y desarrollarse en los alimentos, las consecuencias de
este desarrollo y los factores que influyen en este proceso.
La microbiología de los alimentos se relaciona con la microbiología médica,
la veterinaria, la virología, la parasitología, la genética, la bioquímica, la tecnología
de los alimentos y la epidemiología. Es importante en el diseño y aplicación del
sistema de análisis de peligro y puntos críticos de control, esencial para garantizar la inocuidad de los alimentos, en el estudio de brotes de enfermedades asociadas con el consumo de alimentos, en el diseño y evaluación de técnicas modernas
de análisis, en el estudio de los procesos que tienen lugar durante el deterioro de
los alimentos y en la fabricación de aquellos que hacen uso de microorganismos.
CONCEPTOS BÁSICOS PARA LA DISCIPLINA MICROBIOLOGÍA
DE LOS ALIMENTOS
Salud. Es el estado o completo estado de bienestar físico, mental y social,
no solo la ausencia de enfermedad.
Alimento sano o alimento con buena calidad sanitaria. Implica no solo
ausencia de microorganismos patógenos y/o sus toxinas, sino el registro de características organolépticas que proporcionen plena satisfacción al ser consumido. Esto significa que en el proceso de control sanitario de los alimentos hay que
plantearse acciones que no solo tiendan a lograr productos libres de tales agentes, sino también que los alimentos deben cumplir determinados requisitos para
que puedan llegar a la población: frescos, atractivos, sabrosos, digestivos y con
capacidad nutricional al máximo nivel.
Calidad. Grado de excelencia que posee un producto, es decir, cuan bueno
es para cumplir su finalidad.
Calidad sanitaria. En este sentido la definición de calidad sanitaria se encuentra directamente relacionada con el concepto de salud.
Muestra. P