MICROBIOLOGÍA DE LA LECHE

La leche es una mezcla de sustancias definidas en las que se distinguen tres estados:

emulsión de materia grasa bajo forma globular

suspensión de la caseína, ligada a sales minerales

solución o fase hídrica que forma el medio general continuo

Composición Agua 87%

Lactosa 4.9%

Lípidos 3.7%

Proteínas 3.5%

Minerales 0.7%

Todas las vitaminas

Aw > 0.98

pH 6.6

La leche constituye un buen medio de cultivo para los organismos heterótrofos aptos para asimilar lactosa (única fuente de energía) y proteínas (al no haber aminoácidos libres resulta una limitación para crecimiento).

Sodium caseinate

A protein-based additive extracted from milk and used to stabilize

the fat in an emulsion.

Scale=50 µ, Size=110 KB (SEM

http://sci.agr.ca/crda/indust/microscope_e.htm)

1.- Infección inicial

2.- Ambiente

3.- El estado del animal

4.- El estado del ordeñador

5.- Utensilios y máquinas

6.- Calidad del agua

Fuentes de

contaminación

Una vez que la leche ha atravesado el canal del pezón tiene un determinado número de bacterias . Es importante diferenciar y conocer el contenido de bacterias antes y después de le secreción.

Es fundamental obtener leche con un bajo recuento inicial de bacterias y refrigerarla inmediatamente a 4 – 8ºC. Si se logra eso, se tendrá bacteriológicamente hablando, una excelente materia prima.

CONTENIDO MICROBIOLÓGICO ANTES DE LA SECRESIÓN:

Infecciones en la ubre

Canal del pezón

CONTENIDO MICROBIOLÓGICO POST SECRETORIO:

Piel de los pezones

Factores externos

Lácticas Micrococos Gram positivas Estafilococos

Bacterias Esporulados Diversas

Enterobacterias Gram negativas Acromobacterias

Diversas Micobacterias

Levaduras Hongos

PRINCIPALES GRUPOS DE MICROORGANISMOS QUE SE ENCUENTRAN EN LA LECHE

Bacterias esféricas dispuestas en agrupaciones irregulares en racimos, en tétradas o paquetes.

La mayoría de las especies que abundan en los alimentos son aerobias, no patógenas (desprovistas de coagulasa y hemolisina) y catalasa positivas.

Es flora inocua, es frecuente después del ordeño por su temperatura óptima elevada (25° a 30°C).

Micrococos

La importancia de los diferentes micrococos en alimentos:

1. Algunas especies son capaces de utilizar las sales de amonio otros compuestos nitrogenados sencillos como única fuente de nitrógeno,

2. la mayoría de las especies son capaces de fermentar azúcares produciendo una mediana cantidad de ácido,

3. algunas desdoblan las proteínas con producción de ácidos (M freudenreichii),

4. otras toleran concentraciones elevadas de sal, son capaces de crecer en medios con valores de humedad relativamente bajos; estas especies crecen en las salmueras,

5. algunas son termodúricas, resisten al tratamiento de comercial que se aplica a la leche (M. varians),

6. otras producen pigmentaciones y coloraciones anormales en la superficie de los alimentos, por ejemplo M. luteus produce un pigmento amarillo, mientras que M. roseus produce un pigmento rosado,

7. algunos micrococos son capaces de crecer a temperaturas próximas o inferiores a los 10°C.

Los micrococos abundan en polvo y agua, se encuentran frecuentemente en los utensilios y equipos insuficientemente lavados y desinfectados

Gram positivas diversas Corynebacterium

Son bacilos finos con temperatura óptima elevada (37°C). Es comensal de la ubre de vaca, se puede encontrar en leche ordeñada y puede producir mastitis bovina ( C. bovis). El microorganismo de la difteria, C. diphteriae puede ser vehiculado por alimentos.

Corynebacterium diphteriae.

Gram positivas diversas…

Bacterias propiónicas Son bacilos pequeños, inmóviles, esporógenos, catalasa positivos, anaerobios o aerotolerantes; cuya forma suele ser cocoide y a veces se presentan en cadenas. Fermentan ácido láctico, carbohidratos y los polialcoholes produciendo ácido propiónico, acético y dióxido de carbono. En el queso suizo, ciertas especies (por ej. Propionibacterium freudenreichii) fermentan los lactatos para producir gas que favorece la formación de las cavidades, hoyos, contribuyendo al sabor. Las propionibacterias productoras de pigmentos pueden producir coloraciones anormales en el queso.

Gram positivas diversas Brevibacterium

Son bastoncitos cortos (cocoides). No fermentan lactosa. Brevibacterium linens puede tener importancia en la producción de manchas en la superficie de determinados quesos, por ejemplo queso de barra o de Limburger en el que el crecimiento de esta especie produce una coloración rojo-anaranjada y contribuye a madurarlo. Brevibacterium linens

Las más frecuentes son las que fermentan lactosa. Son huéspedes normales del intestino de mamíferos se atribuye a contaminación fecal. Se pueden desarrollar a diferentes temperaturas. Importancia:

Higiénico. Algunas especies ocasionan enfermedades gastrointestinales

Tecnológico. Compiten con bacterias lácticas para fermentar lactosa

ENTEROBACTERIAS

ENTEROBACTERIAS

Escherichia Se encuentra en las heces, es un bacilo aislado del tubo intestinal de los animales de sangre caliente y que se encuentra muy difundido en la naturaleza. Algunos son patógenos potenciales para el hombre. E. coli es único productor de indol del grupo, produce gas y ácidos orgánicos (láctico, acético, succínico) es menos acidificante que las bacterias lácticas pH menor de 5 a 5.2, de hecho son inhibidas a bajo pH.

Son aerobias, saprófitas, actividad enzimática limitada,. Parte esencial de la microflora psicrófila que prolifera en la leche conservada a bajas temperaturas. Producen sustancias viscosas ó coloreadas. Se distinguen los siguientes géneros: Alcaligenes Como indica su nombre prefiere medios de pH básico. A. viscolactis produce viscosidad en la leche y A. metalcaligenes produce un crecimiento mucoso en la superficie del requesón. Estos microorganismos proceden del estiércol, piensos, suelo, agua y polvo. Este género también incluye a microorganismos que anteriormente eran clasificados como Achromobacter. Flavobacterium Las especies de este género producen pigmentos de color variable del amarillo al naranja, pueden producir coloraciones anormales. Algunas especies son psicrótrofas.

ACROMOBACTERIAS

Gram negativas diversas Pseudomonas

Estas bacterias son bácilos gramnegativos, generalmente inmóviles. Transportadas principalmente por aguas no potables. Forman parte de la microflora psicrófila. Se desarrollan a Aw altas (0.97 a 0.98), el calor las destruye con facilidad, su crecimiento es escaso si no disponen de oxígeno, resistentes a la desecación, y su crecimiento es escaso o no crecen a temperaturas superiores a los 43ºC. Poseen propiedades que las hacen de importancia en alimentos: 1. Por su capacidad para utilizar compuestos de carbono que no sean carbohidratos; 2. por producir diversas sustancias que influyen desfavorablemente en el sabor; 3. su capacidad para utilizar alimentos nitrogenados sencillos; 4. su capacidad para sintetizar sus propios factores de crecimiento o vitaminas; 5. la actividad proteolítica y lipolítica de algunas especies; 6. su tendencia aerobia que les permite un crecimiento rápido y producir productos de

oxidación y mucosidad en las superficies de los alimentos; 7. su capacidad para crecer a temperaturas bajas; 8. producción de pigmentos por ejemplo Pseudomonas fluorescens (fluorescencia verdosa) y P. nigrifaciens (color negro); 10. su resistencia a algunos desinfectantes y detergentes.

Pseudomonas fluorescens

Gram negativas diversas

Brucella

Bacterias patógenas causales de la brucelosis

(B. abortus).

Gram negativas diversas

Micobacterias

Bacilo causante de la tuberculosis vehiculado por leche cruda presenta un aspecto filamentoso y afinidades con hongos. Cycle of Mycobacterium bovis

transmission between cattle and

humans. The thickness of the arrows

suggests probability.

Mycobacterium

tuberculosis

MODIFICACIONES EN LECHE DEBIDO A MICROORGANISMOS

LACTOSA

La lactosa es el principal compuesto energético; hay producción de ácidos orgánicos, con frecuencia se observa coagulación en la leche.

Productos de fermentación obtenidos a partir de lactosa por diversos

grupos microbianos.

(en % en peso de azúcar fermentado)

microorganismo láctico acético propiónico butírico succínico fórmico CO2 H2 etanol glicerol acetona

bacterias lácticas

a)homofermentativas

b)heterofermentativas

96

40

----

5

----

----

----

----

----

----

----

----

----

19

----

----

----

18

----

18

-----

----

enterobacterias

E.coli

Cloaca

50

----

10

----

----

----

----

----

10

----

0.5

5

12

40

0.5

0.5

11

15

----

----

----

8

bacterias propiónicas

Propionibacterium

arabinosus

---- 6 60 ---- 10 ---- 16 ---- ---- ---- ----

bacterias butíricas

Clostridium butyricum ---- 15 ---- 35 ---- ---- 48 3 ---- ---- -----

levaduras

Saccharomyces ---- ---- ---- ----- ----- ---- 50 ---- 50 ---- -----

Se descomponen tras coagulación enzimática, con formación de sustancias fijas y gases. Es más rápida en medio neutro o alcalino, aunque puede producirse en medio ácido.

PROTEÍNAS

Son hidrolizadas por lipasas microbianas

Materias grasas

Acidificación

A temperatura media (15-35°C), la fermentación ácida de la lactosa es la alteración más rápida que se manifiesta en todos los productos lácteos (leche, crema, queso fresco, lactosuero). Las bacterias lácticas son la microflora más acidificante aunque E. coli produce más ácido láctico que las bacterias lácticas heterofermentativas. Algunos microorganismos esporulados del género Bacillus coagulan la leche con baja acidificación por acción de una proteasa posteriormente degradan la lactosa y entoncés producen una mezcla de ácidos. Ejemplos: Bacillus coagulans con una temperatura óptima de 45°C, importante en leches concentradas es aerobio, facultativo y puede desarrollarse con muy poco oxígeno en botes mal esterilizados

deteriorandolos. Bacillis calidolactis (B. lactis acidophillus)se encuentra en leches pasteurizadas, termófilo con temperatura óptima de 60°C no se desarrollan por debajo de los 40°C.

Coagulación sin acidificación y proteólisis

La descomposición proteolítica va precedida de una coagulación por bacterias que producen enzimas parecidas a la quimiotripsina. La coagulación tiene lugar en medio neutro o ligeramente ácido, temperaturas bajas de 10 a 15°C la favorecen. Ejemplos:

Bacillus se presenta en productos calentados leches y cremas pasteurizadas. Son proteolíticos y poseen lectinasas que disgregan glóbulos grasos (defecto de crema cortada) (B. cereus y B. subtilis).

Bacterias no esporuladas coagulación

incompleta la más importante es la

proteólisis Proteus, Pseudomonas, Serratia.

Cocos. Streptococcus liquefaciens coagula la

leche antés de la acidificación.

Bacillus cereus

Fermentaciones gaseosas

Levaduras de la lactosa. Soporta acidez elevada

con temperaturas óptimas por encima de 30°C,

producen poco alcohol. Son más activas en

crema y quesos frescos, producen CO2 y olor

característico a levadura.

Bacterias coliformes. El gas producido no es

CO2 puro sino mezclas con H2. Muy indeseables

producen olores desagradables y en ocasiones

sustancias viscosas.

Clostridios. Se desarrollan en la leche cuando

las bacterias acidificantes se han destruido por

calentamiento y el medio se encuentra exento de

aire. Produce CO2 e H2 y algunas veces CH4. De

gran importancia en leche esterilizada,

evaporada, quesos fundidos, de pasta cocida

(gruyere).

Fermentaciones viscosas

Existen microorganismos que al desarrollarse aumentan la viscosidad, debido a producción de gomas (polisacáridos, galactanos) y mucinas (sustancias glúcido-nitrogenadas). Es perjudicial en leches de consumo, por otra parte el aumento en viscosidad se busca para productos como yogurt y cremas. Los microorganismos causales son inofensivos, se eliminan con la pasteurización.

Producción de viscosidad en medio neutro o poco ácido común en leches crudas, m.o. causantes:

Alcalígenes viscosus aerobio con temperaturas óptimas de 10 a 37°C. Aerobacter aerogenes y Staphilococcus cremoris viscosi

Producción de viscosidad en medio ácido común en leches crudas, m.o. causantes:

Asociada a la fermentación lactica: Streptococcus lactis var hollandicus, Lactobacillus casei y Lb. bulgaricus.

Rancidez. Producida por lipasas alteran cremas, leche y mantequillas. Pseudomonas (P. fluorescens, P. fragi) y Achromobacter (A. lipolyticum), son también proteolíticas. En la leche y crema la rancidez debida a estas bacterias que se producen a temperaturas bajas (5 a 10°C). Muchos hongos producen lipasas. Sabores Diversos A malta o cocido, Amargos, A papa, A sucio, Frutales, Butíricos

Producción de olores y sabores

Pseudomonas cyanogenes Azul Pseudomonas synxatha Amarillo Serratia marcescens Rojo Torula glutinis Rosa Levaduras Rosa, Rojo y Marrón Hongos Manchas de apariencia seca y colores diversos.

Producción de color

Calidad microbiológica de la leche

Directos

Indirectos

Métodos para determinar la calidad microbiológica

Microflora total por cultivo

Recuento directo al microscopio

Investigación de determinación de grupos microbianos

Microorganismos termorresistentes

Microflora total por cultivo

Las muestras de la leche se diluyen decimalmente y se inoculan en placas que contienen medio de cultivo como agar de cuenta estándar o triptona, se incuba de 2 a 3 días a 30°C y se cuentan

colonias.

Recuento directo al microscopio

Método de Breed Se extiende de 0.01 a 0.05 ml de leche sobre un portaobjetos en un espacio de 1 a 4 cm2; se seca, se desengrasa con xilol, se fija con alcohol y se tiñe con azul de metileno al 0.3%.

Investigación de determinación de grupos microbianos

Bacterias coliformes

Se utilizan medios selectivos que contienen sales biliares: caldo verde brillante, agar desoxicolato. Otra técnica es la de "bacto-strip", consiste en tiras de papel impregnadas con medios de cultivo selectivo y un indicador. Las tiras se empapan con la leche y se incuban a 37°C.

Microorganismos termo resistentes

La muestra se mantiene a 63°C durante 30 minutos y se efectúa la siembra sobre medios de cultivo, se incuba y se cuentan colonias. Bacterias esporuladas anaerobias, productoras de gas. La leche se calienta a 85°C durante 10 minutos en un tubo de ensayo con un trozo de parafina; sobreviviendo las esporas. Tras enfriamiento la parafina se solidifica en la superficie. Se incuba a 37°C se detecta la presencia de bacterias esporuladas por la producción de gas que levanta el tapón de parafina.

Acidez y pH

Prueba del alcohol

Se mezclan partes iguales de leche y etanol 68° GL. El resultado será positivo cuando se aprecia floculación, o negativo en ausencia de esta. Existe una buena correspondencia entre esta prueba y la estabilidad de la suspensión coloidal que depende de la acidificación de la leche o bien por un alto contenido de calcio.

Prueba de ebullición

La leche se calienta en baño maría durante 5 minutos, se observa coagulación (resultado positivo) o ausencia de esta (resultado negativo).

Lactofermentación

La leche se incuba de 30 a 37°C en un tubo estéril, durante 12 a 24 horas. La leche es de buena calidad sino coagula antés de 12 horas. El aspecto del cóagulo después de 24 horas permite deducir la actividad microbiana. Si es homogéneo y gelatinoso indica fermentación homolactica; si es esponjoso con burbujas de gas indica posible presencia de coliformes.

Prueba de la filtración

1. Definición

2. Condiciones de Pasteurización

Temperatura

Tiempo

3. Objetivos de la Pasteurización

4. Microorganismos que resisten la Pasteurización

Pasteurización

Tipos

de

Pasteurización

Baja

Alta

Relámpago

Baja

Alta

Definición

Tipos de Esterilización

Clásico

UHT

Esterilización

Productos lácteos

Leche evaporada

•Composición

% Entera Descremada

Agua 66 68.5

Materias grasas 10 0.5

Materias nitrogenadas 9 12

Lactosa 13 16

Minerales 3 3

Aw 0.93-0.98

Presentaciones

Estéril

UHT

Responsables de alteraciones

Enzimas,

bacterias termóduricas

Leche condensada azucarada

•Composición

Agua 26%

M.grasas 9%

M. nitrogenadas 9%

Lactosa 12%

Sacarosa 41%

Minerales 2%

Aw 0.85 a 0.90

Responsables de alteraciones

Hongos

Levaduras

Leche en polvo

•Composición

% Entera Descremada

Agua 4 5

M. grasas 26 1.5

M.nitrogenadas 27 34

Lactosa 37 50

Minerales 6 8

Baja Aw Vida de anaquel 2 a 3 años.

Responsables de alteraciones

Hongos

Levaduras

Leches fermentadas

Yogurt

Definición

Composición Aw alta pH 4 a 4.5

Responsables de alteraciones

Levaduras, vida de anaquel limitada por enzimas de bacterias lácticas.

Kefir

Definición

Media Crema 20 a 30% grasa butírica

Crema 30 a 60% grasa butírica

Crema

La materia prima, crema de leche, es obtenida de la estandarización del contenido graso de la leche fresca. Una vez normalizada, es enviada desde el sector Recibo y Tratamiento de materia prima a la planta de Productos Frescos, mediante un camión cisterna térmico (1). La crema es descargada en un tanque de recepción (2), desde donde es bombeada hacia el pasteurizador para su tratamiento térmico (3). A continuación, la crema es enviada al equipo desodorizador (4) donde se elimina cualquier aroma indeseable. Luego, es nuevamente remitida al pasteurizador para completar su proceso enfriándose a la temperatura de envasado y es dirigida al tanque pulmón (5). Desde allí se alimenta a la línea de envasado (6) donde el producto se fracciona en sus distintas presentaciones.

•Composición

% Fluída Media Espesa

Grasa 29 35 50

Materias no grasas 6.5 6 4.5

Agua 64.5 59 45.5

Aw alta

Responsables de alteraciones

Bacterias lácticas, pueden crecer patógenos exceptuando cremas ácidas.

Mantequilla

•Composición

Materia grasa 82%

Materia no grasa 2%

Agua 16%

Aw baja

Responsables de alteraciones

Hongos y levaduras lipolíticas

Quesos

Definición Frescos

Madurados

Elaboración de queso

Responsables de alteraciones