La contaminación microbiana de alimentos es un problema serio para la industria alimentaria por las grandes pérdidas económicas que trae consigo. La producción industrial de alimentos es un proceso que se desarrolla a gran escala, razón por la cual las consecuencias de pérdidas por contaminación microbiana son elevadas y altamente costosas. Este fenómeno es mixto por la participación de bacterias, hongos filamentosos y levaduras, pero ha sido estudiado mayormente en bacterias y hongos filamentosos por su protagonismo en el daño. Los alimentos pueden estar en contacto con muchos microorganismos en el proceso hasta que llegan al consumidor, y estos microorganismos causan el deterioro de los alimentos.
Introducción a la Contaminación Microbiana en Carnes
La carne es un producto susceptible de alterarse rápidamente debido a su alto contenido en nutrientes y agua. La ecología microbiana es la interacción compleja de los atributos químicos, físicos y estructurales de la carne con la microbiota que constituye su población microbiana. Con esto se hace referencia a que al obtener la carne fresca, la misma no es estéril, sino que posee una carga microbiana mínima. La carne cruda es un medio naturalmente apto para el crecimiento de microorganismos, por sus nutrientes, actividad de agua (aW) y pH, donde la principal herramienta de conservación es el envasado y las condiciones de almacenamiento (refrigeración, congelación y ultracongelado). Estos microorganismos pueden llegar a la superficie de la carne por procesos deficientes de faena, evisceración y manipulación (provenientes del cuero, las heces y/o los manipuladores), que constituyen la contaminación basal del producto, y que determinarán la vida útil a posteriori que el mismo tendrá. A mayor carga, mayor deterioro y por tanto menor vida útil, o incluso puede volver incomestible a uno de estos productos, por la descomposición generada.
Microbiota y Alteración de la Carne Fresca y Procesada
Carne Fresca y Refrigerada
Las carnes frescas son productos altamente perecederos debido a su alto contenido de agua y nutrientes. La carne refrigerada, si bien puede contener microorganismos mesófilos (enterobacterias, micrococos, estafilococos), es propensa al desarrollo de microorganismos psicrotrofos, que son los principales responsables de la alteración de las canales y la carne. A este tipo de microorganismos pertenecen Brochothrix thermosphacta, Carnobacterium spp., Lactobacillus spp. y Leuconostoc spp., responsables de generar viscosidad y malos olores. La oxidación viscosa es una alteración bacteriana que afecta principalmente a las carnes frescas envasadas al vacío o en atmósfera modificada. Las bacterias responsables de la oxidación viscosa producen enzimas proteolíticas que degradan las proteínas de la carne, liberando aminoácidos. Estos aminoácidos se oxidan en presencia de oxígeno, produciendo compuestos volátiles responsables del olor y la alteración de color. La oxidación viscosa puede afectar negativamente a la calidad y seguridad de los productos cárnicos.
Carne Picada y Embutidos
La carga microbiana dependerá de la materia prima utilizada (tiempo de maduración, refrigeración). Durante el picado, los microorganismos que están en la superficie se distribuyen en toda la masa, lo que sumado al aumento de temperatura por la fricción que genera la desnaturalización de la matriz cárnica, puede favorecer el desarrollo microbiano tanto de los psicrófilos, como de los mesófilos patógenos, tal el caso de Salmonella spp. y E. coli, con su variante E. coli O’175:H7. Es por ello que la vida útil de la carne picada es corta y en general se procesa frente al consumidor, salvo que se agreguen ácidos orgánicos y sean envasados en atmósferas protectoras. El exterior se comporta a nivel de ecología microbiana como la carne fresca, mientras que en el interior se pueden desarrollar microorganismos similares a los que se presentan en la carne envasada al vacío. Los productos embutidos pueden presentar un abanico de microorganismos provenientes de la carne, los condimentos, la tripa y la manipulación. La alteración viscosa puede transformarse en un mucílago de color gris, con acumulación de levaduras, Lactobacillus, B. thermosphacta y Enterococcus.
Productos Curados y Envasados
A medida que la canal o la carne se deshidrata es propensa al crecimiento de hongos y levaduras, como el Penicillium que produce manchas verdes o el Sporotrichum y el Chrysosporium que producen manchas blancas. En el producto entero la alteración estará dada por el crecimiento de mohos perjudiciales, que pueden dar tanto colores como olores desagradables, e incluso con la producción de toxinas patógenas para el consumidor. Las coloraciones típicas son las blancas producidas por el género Penicillium (P. nalgiovense) y ligeramente verdosas en caso de tener una humedad relativa ambiente alta. En productos de gran tamaño como el jamón crudo puede suceder una contaminación interna de la masa cárnica previo al proceso de salado, que genera sabores amargos, gas y enverdecimiento. En productos conservados a temperatura ambiente y alta humedad se puede dar un ablandamiento y el desarrollo de Bacillus cereus. En productos curados envasados al vacío la alteración puede estar dada por bacterias ácido lácticas (BAL) como L. sakei y L. curvatus. Durante el loncheado o fraccionado se pueden generar contaminaciones cruzadas (Listeria monocytogenes) por una incorrecta manipulación del producto pelado o desnudo.
Mohos en Productos Cárnicos: Identificación y Deterioro
Los mohos son hongos filamentosos, resistentes al pH bajo y algunos extremadamente resistentes al calor. Muchos mohos son especies microscópicas del reino Fungi, que suelen crecer en formas de filamentos. El moho produce uno de los cambios más visibles de la descomposición de alimentos. Vive en la materia vegetal o animal y contiene esporas que pueden ser transportadas por el aire, el agua o los insectos. Si las condiciones ambientales son cálidas y húmedas, el crecimiento de mohos se ve favorecido a través de las esporas.
Mohos Beneficiosos y Perjudiciales
Hay distintos tipos de mohos, que pueden ser perjudiciales o beneficiosos, en función del comportamiento que tienen en el alimento. No todos los mohos son perjudiciales ya que algunos desarrollan un papel fundamental en la producción de alimentos como ciertos quesos, a los que ayudan en el proceso de maduración y curación. Estos mohos aportan sabor y aroma a ciertos alimentos como los quesos roquefort, cabrales, brie, camembert o gorgonzola, que deben su sabor a una variedad de Penicillium. Sin embargo, en el contexto cárnico, la mayor parte de los mohos aislados de embutidos y jamón curado, aunque también pueden ser parte de la microbiota deseable, son potencialmente toxigénicos (Núñez y col. 1996; Rodríguez y col. 2014; Alapont y col. 2014).
Deterioro Visible por Mohos
Los mohos perjudiciales aparecen en forma de manchas verdes, blancas o grisáceas. A medida que los mohos crecen, se forman esporas, pequeñas partículas visibles que le confieren este color verdoso, blanco o grisáceo al alimento. Cuando se aprecian los mohos en un alimento, significa que este está seriamente afectado en su interior. Esto es sinónimo de que los mohos han penetrado muy en el interior del alimento, y estos alimentos no son aptos para el consumo.
Las Micotoxinas: Un Riesgo para la Seguridad Alimentaria
Las toxinas fúngicas (micotoxinas) son sustancias producidas por varios centenares de especies de mohos que pueden crecer sobre los alimentos en determinadas condiciones de humedad y temperatura. Las micotoxinas son metabolitos secundarios producidos por mohos que afectan negativamente a la salud de los animales y, lo que es más preocupante desde el punto de vista de la seguridad alimentaria, pueden producir micotoxinas (Núñez y col. 2007; Rodríguez y col. 2014). Las micotoxinas son compuestos químicos producidos de forma natural (no antropogénicos) en el metabolismo secundario de algunos géneros de hongos. Los mohos más importantes que las producen son los de los géneros Aspergillus, Fusarium y Penicillium.
Condiciones de Producción y Riesgos
Al tratarse de metabolitos secundarios, su velocidad de producción depende de la temperatura. En general, la producción es máxima entre los 24ºC y los 28ºC, que corresponden a temperaturas ambiente tropicales. Existe una variedad muy amplia de micotoxinas que puede afectar a la salud humana y al ganado, dependiendo del hongo que las produce, y cuya presencia depende de muchos factores como el tipo de alimento, la humedad y la temperatura. Es por ello que hay micotoxinas que se forman principalmente en el campo (durante el cultivo), otras durante la cosecha y otras durante el almacenamiento (o en varias etapas a la vez). Una vez presentes en el alimento, ya no se puede descontaminar, resistiendo los procesos de secado, molienda y procesado.
La presencia de micotoxinas en los alimentos y piensos puede afectar a la salud humana y animal ya que pueden causar diversos efectos adversos como la inducción del cáncer y mutagenicidad, así como problemas en el metabolismo de los estrógenos, gastrointestinales o en el riñón. Algunas micotoxinas son también inmunodepresoras, reduciendo la resistencia a enfermedades infecciosas. Para la mayoría de las micotoxinas, los organismos evaluadores del riesgo (EFSA en la UE) han establecido valores de referencia toxicológicos. Para las micotoxinas que han demostrado ser genotóxicas y cancerígenas para el ser humano, como las aflatoxinas, se ha adoptado el enfoque del margen de exposición.
Además, varias especies toxigénicas pertenecientes a los géneros Penicillium y Aspergillus producen micotoxinas cuando se desarrollan en la superficie de jamón curado (Núñez y col. 2007; Rodríguez y col. 2014).
Principales Micotoxinas
- Aflatoxinas: Se encuentran sobre todo en maíz, algodón, frutos secos y productos lácteos, y afecta a animales como el ganado porcino, bovino, ovino y aves. Cuando se desarrolla en una planta, la toxina es estable al calor y, por tanto, su eliminación es compleja. En carnes, los mohos toxigénicos como Aspergillus flavus y Aspergillus parasiticus son fuentes de aflatoxinas (Peromingo y col. 2016; Peromingo y col. 2017).
- Ocratoxinas: Se detectan en granos de cereales, café y uvas, también afecta al ganado porcino. Penicillium nordicum es una especie relevante en productos cárnicos curados por su capacidad de producir ocratoxina A (Rodríguez y col. 2014; Ferrara y col. 2016).
- Fumonisinas: Presentes en el maíz y en animales como cerdos (Escobar y col. 2013).
- Tricotecenos: Afectan al trigo, cebada, avena y maíz, así como ganado lechero, aves de corral y cerdos.
- Ácido ciclopiazónico: Producido por Penicillium griseofulvum, se ha estudiado su producción y expresión génica en condiciones de jamón curado (Peromingo y col. 2019b; Peromingo y col. 2018a).
Los mohos del género Fusarium, que suelen estar presentes en el suelo, pueden producir toxinas estrogénicas (zearalenona y zearalenol) y no estrogénicas (tricótesenos y deoxinivalenol), que afectan sobre todo al maíz y otros cereales.
Control y Prevención de Micotoxinas
El establecimiento de límites máximos en la legislación es la medida de gestión más eficaz para reducir la exposición a un contaminante en la población general. El control y prevención de micotoxinas pasa, en buena parte de los casos, por establecer condiciones de almacenamiento óptimas: buena ventilación, temperatura y humedad. Debe tenerse en cuenta que las micotoxinas suelen crecer en ambientes con temperaturas templadas (entre los 24ºC y los 28ºC) y una tasa de humedad elevada. Debido a que las micotoxinas no se pueden eliminar de los alimentos una vez que están contaminados debido a su elevada estabilidad, la medida de gestión más práctica desde el punto de vista coste-eficacia para reducir su presencia en los alimentos y la exposición humana, es la aplicación de códigos de buenas prácticas de higiene (CBP). Un factor crítico para el control de las micotoxinas en los alimentos es la gran heterogeneidad en su distribución.
El Papel de las Levaduras en el Deterioro de Carnes
Las levaduras son hongos unicelulares, organismos eucariotas muy resistentes a controles de procesado y formulación. Son consideradas generalmente como favorables cuando se asocian a los alimentos, debido al papel que juegan en la obtención de productos y bebidas fermentables. Sin embargo, las levaduras también juegan un papel crucial en las alteraciones de los alimentos, incluidas las carnes frescas y elaboradas. En comparación con hongos filamentosos y bacterias, las levaduras juegan un papel secundario en la descomposición de alimentos. No obstante, existen determinadas condiciones relacionadas con el proceso de preservación de estos y su propio manejo, que pueden favorecer el incremento en las poblaciones de levaduras dañinas. Aunque el papel de las levaduras es secundario en la contaminación microbiana de alimentos, las condiciones ambientales de preservación de estos, que tienden a inhibir el crecimiento de bacterias, han favorecido la aparición de levaduras contaminantes.
Condiciones que Favorecen su Crecimiento en Carnes
Las levaduras son resistentes al pH bajo y están particularmente asociadas con el deterioro de alimentos con una alta actividad de agua y/o un alto contenido de azúcar. Levaduras y mohos son microorganismos que pueden crecer fácilmente en rangos de pH muy amplios. Se desarrollan fácilmente en ambientes con altas concentraciones de sal y azúcar, con actividad de agua de 0,85 o más, en el rango de almacenamiento de 10 a 35 oC. Los productos cárnicos poseen propiedades que favorecen el crecimiento de levaduras contaminantes, tales como: elevado contenido de sustancias nitrogenadas (proteínas, aminoácidos y vitaminas), riqueza en lípidos (triglicéridos y fosfátidos, así como glucógeno), elevada actividad de agua (aw), pH ligeramente ácido con tendencia a neutro, baja temperatura de almacenamiento y preservación en atmósferas reducidas de CO2.
Levaduras Específicas en Productos Cárnicos
La flora típica contaminante de las carnes frescas y derivados cárnicos la conforman bacterias. En comparación con alimentos de origen vegetal, la flora levaduriforme presente en este tipo de alimentos es escasa. Sin embargo, se han aislado levaduras en estos productos y se ha descifrado el papel que juegan en su alteración, el cual no parece ser muy importante y al parecer está asociado a la actividad proteolítica y lipolítica extracelular que muestran las levaduras. Estas actividades enzimáticas generan sabores indeseables que dañan la calidad de los productos. Entre los grupos que predominan en la alteración de estos alimentos se encuentran Debaryomyces hansenii, Candida zeylanoides y Cryptococcus laurentii. En jamones y otros cárnicos curados predominan Deb. hansenii, Deb. polymorphus, Cry. laurentii, Cry. humicolus y P. guilliermondii, todos con actividad de lipasas extracelulares. La actividad lipolítica parece también estar relacionada con el proceso de curado.
Estrategias de Control y Biopreservación
Los microorganismos son el factor más importante en el deterioro de los alimentos. La prevención del deterioro de las carnes es esencial para garantizar su seguridad y calidad. Las variaciones en las condiciones de maduración de estos productos podrían evitar el desarrollo de la población fúngica, pero pueden mermar la calidad sensorial del producto final. Dada la no total eficacia de algunos métodos y debido a la demanda creciente de alimentos libres de aditivos, se hace necesario utilizar otras alternativas para controlar el desarrollo de mohos toxigénicos durante la maduración de los alimentos que evite la utilización de conservantes químicos.
Cultivos Protectores y Biocontrol
Una de las posibilidades con mejores perspectivas se basa en el empleo de cultivos de cepas no toxigénicas que contribuyen a la maduración del producto donde se inoculan. La capacidad de estos microorganismos para implantarse y ejercer su efecto será mejor si se trata de cepas aisladas de productos curado-madurados, dada su adecuación a esas condiciones ecológicas particulares. El uso de estos microorganismos como cultivos protectores no supone una ruptura con la microbiota habitual en estos productos. Por ejemplo, se ha demostrado la inhibición de mohos ocratoxigénicos por cepas de Debaryomyces hansenii para la biopreservación de productos cárnicos curados (Andrade y col. 2014; Peromingo y col. 2018b). Asimismo, se ha explorado la selección y evaluación de aislamientos de Debaryomyces hansenii como potenciales agentes bioprotectores contra Penicillia toxigénicas en embutidos fermentados (Núñez y col. 2015) y el biocontrol de Aspergillus parasiticus aflatoxigénico por Debaryomyces hansenii nativo en productos cárnicos curados (Peromingo y col. 2019c).
Monitoreo Ambiental y Buenas Prácticas de Higiene
Para proteger la calidad y seguridad del producto, es importante establecer un plan de muestreo ambiental que incluya el control de los microorganismos que aceleran la descomposición de los alimentos. Los organismos causantes de la descomposición más relevantes, a menudo se agrupan mediante una combinación de taxonomía, función y métodos de detección. En muchos casos, los microbios específicos de una determinada instalación se adaptan para resistir los controles de producción específicos del lugar. Por ejemplo, las bacterias y hongos tolerantes al calor se aíslan con mayor frecuencia en productos o instalaciones con procesos térmicos, o las levaduras resistentes a conservantes se aíslan con mayor frecuencia en las instalaciones que los emplean. Los hisopos ambientales pueden servir a un doble propósito ya que los organismos de descomposición y los patógenos, o sus indicadores, pueden detectarse a partir de una sola muestra.
Para minimizar el crecimiento de este tipo de hongos en los alimentos, la limpieza es fundamental. Las esporas pueden acumularse en la nevera, los trapos de cocina y otros utensilios de cocina, por tanto, es muy importante mantenerlos limpios y secos.