Microbiología de la LECHE

FABIAN TRIANA ARIAS

FABIAN TRIANA ARIAS

La microbiología de la leche; es el estudio de las diferentes especies microscópicas que de una u otra forma afectan a la leche y sus derivados.

Todas las transformaciones que experimenta la leche ya sean deseables o indeseables, son el resultado de la acción de esos microorganismos.

FABIAN TRIANA ARIAS

CARACTERÍSTICAS ORGANOLEPTICAS

Textura:La leche tiene una viscosidad de 1,5 a 2,0 centipoises a 20 ºC, ligeramente superior al agua (1,005 cp).

Color:El color normal de la leche es blanco, el cual se atribuye a reflexión de la luz por las partículas del complejo caseinato- fosfato-cálcico en suspensión coloidal y por los glóbulos de grasa en emulsión.

Sabor:El sabor natural de la leche es difícil de definir, normalmente no es ácido ni amargo, sino más bien ligeramente dulce gracias a su contenido en lactosa.

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Olor:El olor de la leche es también característico y se debe a la presencia de compuestos orgánicos volátiles de bajo peso molecular, entre ellos, ácidos, aldehídos, cetonas y trazas de sulfato de metilo.

CARACTERÍSTICAS ORGANOLEPTICAS

FABIAN TRIANA ARIAS

PROPIEDADES FÍSICAS DE LA LECHE

Densidad:La densidad de la leche puede fluctuar entre 1.028 a 1.034 g/cm3 a una temperatura de 15ºC; su variación con la temperatura es 0.0002 g/cm3 por cada grado de temperatura.

pH de la leche:La leche es de característica cercana a la neutra. Su pH puede variar entre 6.5 y 6.65.

Acidez de la leche:Una leche fresca posee una acidez de 0.15 a 0.16%.

Viscosidad:La leche natural, fresca, es más viscosa que el agua, tiene valores entre 1.7 a 2.2 centi poise para la leche entera, mientras que una leche descremada tiene una viscosidad de alrededor de 1.2 cp.

FABIAN TRIANA ARIAS

PROPIEDADES FÍSICAS DE LA LECHE

Punto de congelación:El valor promedio es de -0.54ºC (varia entre -0.513 y -0.565ºC).

Punto de ebullición:La temperatura de ebullición es de 100.17ºC.

Calor especifico:La leche completa tiene un valor de 0.93 - 0.94 cal/gºC, la leche descremada 0.94 a 0.96 cal/gºC.

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CLASIFICACIÓN DE MICROORGANISMOS

Los principales grupos de microorganismos presentes en la leche son:

1. Bacterias

2. Mohos

3. Levaduras

4. Virus

Las bacterias más importantes en lactología pueden dividirse, desde un punto de vista funcional, en:

Bacterias lácticas. Bacterias esporuladas. Bacterias psicocrótrofas, bacterias de origen

fecal y microorganismos patógenos. Grupo misceláneo. Bacterias lácticas

Intervención negativa de los MO

BACTERIAS LÁCTICAS: La acción negativa se debe a que

metabolizan la lactosa, produciendo ácido láctico que al acumularse en la leche la altera.

Las bacterias mesófilas y termófilas son las que se inactivan con la refrigeración (8 a 10ºC)

Intervención positiva de los MO

Los efectos beneficiosos de las bacterias lácticas radican principalmente en tres acciones:

    * Atacan la lactosa produciendo ácido láctico    * Participan en las degradaciones proteicas que acontecen durante los procesos madurativos    * Compuestos que dan sabor y olor.

Bacterias esporuladas

Pueden existir formas esporuladas, principalmente del género Bacilus y Clostridium. Las esporas son destruidas sometiendo la leche a un tratamiento térmico superior a los 100ºC.

Bacterias Psicocrótrofas Son aquellas bacterias que sobreviven a

Tº de refrigeración (-5ºC) y que provocan efectos desagradables sobre la leche.

Las bacterias psicrotrofas pueden multiplicarse, pudiendo alcanzar unos niveles tales que llegan a producir, por ellas mismas y, sobre todo por sus enzimas extracelulares, efectos no deseables.

Bacterias de origen Fecal

La presencia de tasas elevadas de bacterias fecales en la leche cruda constituye un índice de obtención y manipulación de la leche en condiciones higiénicas deficientes.

Los efectos que producen son:

    * Alteran la leche acidificándola.    * Dan a la leche mal aspecto y sabor.    * La leche se convierte en vehículo de especies patógenas como salmomella.

MICROORGANISMOS DE INTERÉS

BACTERIAS GRAM POSITIVAS:

Homofermentativas y Heterofermentativas. Aportan: Textura, aroma, sabor, efecto

biopreservador y beneficios a la salud.Ej.- Lactococcus, Leuconostoc,Pediococcus, Streptococcus, Lactobacillus.

Bacterias lácticas:

Micrococos.

Estafilococos.

Esporuladas.

BACTERIAS GRAM NEGATIVAS

Huéspedes normales del intestino de los mamíferos.

Tienen una gran importancia desde dos puntos de vista:

1.- Higiénico:2.- Tecnológico:

Ej.- Escherichia coli, Enterobacter aerógenes, Klebsiella, Citrobacter, Salmonella, Shigella, Proteus, Serratia.

Enterobacterias

Más del 50% de la flora Gram negativa de la leche cruda esta representada por este género.

Pseudomonas:

Algunas pueden producir sustancias viscosas y pigmentos.

Ej.- Flavobacterium, Alcaligenes y Achromobacter.

Acromobacteriaceae:

Brucellas.

Bacterias gram negativas diversas:

No tienen importancia en leche fluida, si no más bien en los productos.

Ej.- Penicillium candidum y Penicillium camemmberti.

.- Cándida cremoris, Sacharomices lactis, Sacharomices kefir,Torula kefir.

Mohos y Levaduras:

Causantes de la Fiebre Aftosa, Estomatitis Vesicular.

Bacteriofagos

VIRUS

Mamaria.

Externa.

VÍAS DE CONTAMINACIÓN

Ascendente

Descendente

El Animal.

FUENTES DE CONTAMINACIÓN DE LA LECHE ENTERA

Str. agalactiae, Str. dysgalactiae y Str. Uberis. Escherichia coli, Pseudomona aeruginosa, Clostridium, Bacillus, Pasteurella, Proteus, Serratia. Staphylococcus aureus.

FUENTES DE CONTAMINACIÓN DE LA LECHE ENTERA

El Aire.

Gram positivos y esporulados. Micrococcus, Streptomyces y esporas de mohos como Penicillium y Aspergillus.

El agua puede ser una fuente importante de microorganismos psicrófilos (Pseudomonas) y por contaminación de ésta, de bacterias coliformes.

FUENTES DE CONTAMINACIÓN DE LA LECHE ENTERAEl Agua.¿Dónde?

FUENTES DE CONTAMINACIÓN DE LA LECHE ENTERA

El Suelo.

Principal fuente de microorganismos termodúricos y termófilos

FUENTES DE CONTAMINACIÓN DE LA LECHE ENTERAEl

Ordeñador.Se ha señalado al ordeñador como responsable de la contaminación de la leche con microorganismos patógenos (S. Aureus, Leptospiras, E. coli, M. tuberculosis, Streptococcus, etc.).

FUENTES DE CONTAMINACIÓN DE LA LECHE ENTERA

Estiércol.

Es la fuente principal de microorganismos coliformes.

FUENTES DE CONTAMINACIÓN DE LA LECHE CRUDA

Tuberías, equipos e instalaciones en industria. Utensilios y Transporte.

El contacto de la leche con el material de ordeño y su permanencia en los tanques y transporte puede multiplicar por un factor de 2 a 50 la flora microbiana presente.

El empleo de sistemas de ordeño mecánico. Campañas de educación. Programas sanitarios preventivos sobre el

rebaño. Evitarse ordeñar animales enfermos o bajo

tratamiento medicinal. Esquilar costados de la ubre. Cepillar el animal.

CONTROL DE LA CONTAMINACIÓN

Lavar las mamas con solución germicida antes de ordeñar.

Pavimentar y drenar la vaquería, alejando vacas de aguas estancadas y retirando estiércol de establos y salas de ordeño.

Enfriar rápidamente en granja y transportando de manera adecuada.

Tratamiento térmico mayor al necesario en proceso de pasteurización.

Enfriar leche concentrada para subsecuentes operaciones rápidamente.

Recuento periódico de aerobios para comprobar eficacia de operaciones.

Factores Intrínsecos: 1.      pH:

FACTORES QUE AFECTAN EL CRECIMIENTO DE MICROORGANISMOS

Rangos de pH para el Crecimiento de los Microorganismos

Grupo Rango Optimo  

Bacterias 4,5 - 9 6,5 - 7,5  

Levaduras 2 – 11 4 – 6  

Mohos 2 - 9 -  

DEGRADACIÓN MICROBIANA DE LA LECHE CAMBIOS DE pH.

Inicialmente pH ≈ neutralidad

Crecen bacterias acidolácticas y dominan el medio

pH muy bajo < 4 limita el crecimiento de BAL

pH < 4 Crecimiento de Mohos

• Factores Intrínsecos: 2.      Aw:

Actividad de agua (aW) a la cual

crecen algunos microorganismos

GRUPOS aW

Bacterias G – 0,97

Bacterias G + 0,90

Levaduras 0,88

Hongos

filamentosos0,80

Bacterias halófilas 0,75

Hongos xerófilos 0,61

Crecimiento de B Genera coagulación.

Modifica estructura Favorece el crecimiento

de mohos.

Ejemplo

• Factores Intrínsecos: 3.      Potencial de Óxido-Reducción (Redox, Eh):El oxigeno disuelto en la leche contribuye a que la misma posea un Eh de +250 a +350 mV (milivoltios).Según las necesidades de oxigeno los microorganismos se clasifican en:a.       Aerobios Estrictos: Ejemplos: Pseudomonas, Micrococcus, Bacillus, mohos.b.      Anaerobios Facultativos: Ejemplo: Enterobacterias, Staphilococcus. c.       Anaerobios Estrictos: Ejemplos: Clostridium, Propionibacteriumd.      Microaerofilos Ejemplos: Lactobacillus, Streptococcus, Pediococcus

• Factores Intrínsecos: 4.      Contenido de Nutrientes:

En la leche se encuentran gran variedad de vitaminas, además por poseer azucares fácilmente fermentables, citratos, grasas y proteínas.

Es válido notar que se encuentran pocos aminoácidos libres y péptidos de bajo peso molecular, de allí que las bacterias que no posean la capacidad de sintetizar enzimas proteolíticas se verán en mayor dificultad para crecer.

• Factores Intrínsecos: 5.      Componentes y Sistemas antimicrobianos de la leche:

a.       Lactoferrina.

b.      Inmunoglobulinas.

c.       Sistema Lactoperoxidasa – Tiocianato - Peróxido de hidrógeno (LP).

d.      Aglutininas.

e.      Fagocitosis:.f.   Otros sistemas antimicrobianos (oligopolisacáridos, Lactobacillus bífidus, lisozima, entre otros).

FACTORES QUE AFECTAN EL CRECIMIENTO DE MICROORGANISMOS

Factores Extrínsecos: 1. Temperatura:

Rangos de Temperatura (ºC) para el Crecimiento de los Microorganismos

GRUPOS MIN OPTIMA MAX

Termófilos 40-45 55-75 60-90

Termotrofos 15-20 30-40 45-50

Mesófilos 5-15 30-40 40-47

Psicrófilos -5 - +5 12-15 15-20

Psicrotrofos -5 - +5 25-30 30-35

Factores Extrínsecos: 2.    Humedad relativa:

En leche fluida no juega un papel importante, contrario al que puede jugar en quesos en almacenamiento o en cavas de maduración.

corteza es dura

Bacterias lácticas y propiónicas

Penicillium roqueforti

Micrococcus caseolyticus, Microccus freudenreichii, Streptococcus liquefaciens.

MICROORGANISMOS COMUNES OBTENIDOS EN LECHE OBTENIDA ASEPTICAMENTE.

COMUNES TAMBIEN (LECHE NO OBTENIDA ASÉPTICAMENTE):

Pseudomonas, Bacilos G(-) psicrótrofos y termodúricos, Aerobacter y Escherichia, diversas bacterias coliformes, Micrococcus, Brevibacterias, Levaduras (gases).

PATÓGENOS

Brucellas, Listeria, Shigela, Cl. Botulinum, Salmonela, S. aureus, Coxiella burnetii.

ALTERANTES Y PATÓGENOS

ALTERACIONES A LA PROTEÍNA

Ácida. Con acidez mínima o alcalinidad.Leche cortada dulce( bacilos)Lenta por endoenzimas.Por proteinasas termoestables (P. fluorescens)

Proteólisis

Leche filante o viscosa:

Parte superior: Alcalígenes viscolactis, Micrococcus freudenreichii.

Generalizada: Coliformes( E. aerógenes, E. cloacae, E. coli), L. casei, S. lactis ( var. hollandicus), L. plantarum, L. bulgaricus.

Prof. Jacovelin Morales

Oxidación de ácidos grasos no saturados. Hidrólisis por acción de las lipasas

(Pseudomonas, Proteus, Alcaligenes, Bacillus, Micrococcus, Clostridium y productores de lipasas termoestables tales como: P. fragi y S. aureus).

Oxidación e hidrólisis combinadas.

ALTERACIONES DE LA GRASA

FORMACIÓN DE ÁLCALIEjemplo. Formación de amoníaco a partir de úrea. P. fluorescens y Alcalígenes viscolactis.

Prof. Jacovelin Morales

AROMA Y SABOR Agrio - Ácido: Limpio (S. lactis)

Aromático (Leuconostoc)

Penetrante ( Coliformes)

Clostridios Amargo. Mohoso: Proteólisis, lipólisis, fermentación de la lactosa

por coliformes y levaduras no esporógenas, cocos y actinomicetos

Acaramelado. S. lactis ( var. maltígenes). Otros.

A jabón. (P. sapolactica). A frutas. ( levaduras, P. fragi). A pescado (Aeromonas hidrophila). A tierra ( Actinomicetos).

ALTERACIONES DEL COLOR

Azul P. syncyanea, Actinomicetos, Geotrichum, S. lactis (azul óscuro).

Amarillo P. synxantha, Flavobacterium.

Roja Serratia marcescens, Brevibacterium erythrogenes (velo), Micrococcus roseus ( sedimento), Torula glutinis ( superficie).

Prof. Jacovelin Morales

En leche pasteurizada: Depende de:

EJEMPLOS DIVERSAS ALTERACIONES

1. Cantidad de bacterias termodúricas.

2. Cantidad de bacterias que recontaminan.

3. Enzimas microbianas que resisten tratamiento térmico.

4. Temperatura de almacenamiento. • En leche en condensada azucarada:

Sólo si no hay buen sellado: 1. Gas por levaduras ( Torula lactis –condensi).

2. Espesamiento por micrococos.

3. Colonias de mohos (Aspergillus- Penicillium).

Prof. Jacovelin Morales

PATÓGENOS

B. cereus Cl. Perfringens Salmonella Shigella Coliformes Pseudomonas Corynebacterium

ALTA PELIGROSIDAD

Coxiella burnetti Mycobacterium bovis Brucella abortus Pseudomona aeruginosa Estafilococos aureus Estreptococos agalactiae tipo B

FUNCIONES Y ALGUNOS USOS DE CIERTAS ESPECIES BACTERIANAS COMO CULTIVOS INICIADORES PARA LA FABRICACIÓN DE QUESO Y OTROS PRODUCTOS.

Especie Función uso

Propionibacterium freudenreichii subespecies shermanii.

Sabor, aroma y formación de ojos.

Emmental, suizo y ciertas variedades afines.

Lactobacillus bulgaricus. Ácido, aroma, sabor

Mazada búlgara, yogurt, kéfir.

Lactobacillus lactis. Ácido, aroma, sabor.

Kumis, quesos suizos.

Lactobacillus helveticus. Ácido, aroma, sabor.

Emmental y variedades afines, ciertos tipos de quesos italianos.

Lactobacillus acidophillus. Ácido. Leche acidófila, quesos emmental y suizo, yogurt, ciertos quesos italianos.

Streptococcus thermophillus. Ácido. Leche acidófila, quesos emmental y suizo, yogurt, ciertos quesos italianos.

Streptococcus lactis subsp. diacetylactis.

Ácido, sabor, aroma.

Crema ácida, mantequilla, mazada fermentada, queso Cottage.

Streptococcus cremoris. Ácido, sabor, aroma.

Mazada fermentada, crema ácida, queso Cottage, queso Cheddar y otras variedades.

Leuconostoc cremoris. Aroma, sabor. Mazada fermentada, queso Cottage, mantequilla.

BACTERIAS (G+) LÁCTICAS USO TECNOLÓGICO POR

TEXTURA

SABOR Y AROMA

EFECTO BIOPRESERVADOR

BENEFICIOS PARA LA SALUD

ESPORULADAS

CLOSTRIDIOS

BACILOS

BREVIBACTERIAS

CORYNEBACTERIAS

BACTERIAS (G-) ENTEROBACTERIAS

PSEUDOMONAS

ACROMOBACTERIAS

BRUCELLAS

MOHOS Y LEVADURASPENICILLIUM, TORULA, SACHAROMYCES

VIRUS

FIEBRE AFTOSA ESTOMATITIS VESICULAR

BACTERÓFAGOS

PROCEDIMIENTOS PARA ELIMINAR

MICROORGANISMOS

Calor, cloración y filtración del agua

Uso de películas plásticas

parafinadas

Bactofugación

Eliminación mecánica de mohos

Pasteurización

Uso de bajas temperaturas (En campo

y en planta)

CongelaciónEliminación de parte del

agua con evaporación

Secado

Sustancias conservantes(Ácido sórbico o propiónico

o sus sales

Limpieza con sustancias antibacterianas

(Amonio cuaternario- hipocloritos)

DETERMINACIÓN DE LA CALIDAD MICROBIOLÓGICA

DE LA LECHE

Sedimento. Lactofermentación. Acidez Titulable y Ph. Reducción de Colorantes.

PRUEBAS INDIRECTAS:

Recuento Microscópico Directo. Recuento Estándar en Placa (REP). Recuento de Bacterias Termodúricas,

Termófilas, Psicrófilas. Coliformes Totales, Coliformes Fecales,

Número mas Probable (NMP). Pruebas Específicas (Determinación de

Salmonelas, Staphylococcus).

MÉTODOS DIRECTOS:

Mastitis y Antibióticos. Eficiencia de la Pasteurización.

ANÁLISIS ESPECIALES:

RECUENTO DE MESÓFILOS.

RECUENTO DE COLIFORMES.

RECUENTO DE TERMODÚRICOS.

RECUENTO DE PATÓGENOS.

RECUENTO DE CÉLULAS SOMÁTICAS.

RECUENTO DE MESÓFILOS.

Insuficiente higiene del sistema de leche. Insuficiente enfriado post – ordeño. Ordeño con ubres sucias. Presencia de vacas con mastitis. No indica origen de la contaminación. Es el análisis oficial para detectar el nivel de bacterias en leche.

¿Qué denota el recuento de mesófilos?

RECUENTO DE COLIFORMES FECALES.

Presentes en materia fecal y en el ambiente de la sala de ordeño (Indica contaminación fecal).

Deficiente rutina higiénica en el ordeño y/o higiene del equipo.

¿Qué denota el recuento de coliformes?

Organismos provienen del medio ambiente de la vaca y desarrollan en el equipo de ordeño.

Indica: deficiente higiene del equipo de ordeño, ubres sucias y/o mojadas.

Uniones sanitarias viejas, material de goma deteriorado, etc.

RECUENTO DE TERMODÚRICOS.

DEFINICIONES DE INTERÉS

Probiótico.

Prebiótico.

Son microorganismos vivos que se adicionan a un alimento, permaneciendo activos en el intestino y ejerciendo importantes efectos fisiológicos. Ingeridos en cantidades suficientes tienen efectos muy beneficiosos, como contribuir al equilibrio de la flora intestinal bacteriana del huésped y potenciar el sistema inmunitario. Son capaces de atravesar el tubo digestivo y recuperarse vivos en las heces, pero también se adhieren a la mucosa intestinal.

Probiótico

"Ingredientes no digeribles que afectan beneficiosamente al organismo mediante la estimulación del crecimiento y actividad de una o varias cepas de bacterias en el colon, mejorando la salud.”

Prebiótico

OTROS CONTAMINANTES DE

LA LECHE

PROBLEMAS DE SALUD.

PROBLEMAS TECNOLÓGICOS.

CONTAMINACIÓN POR ANTIBIÓTICOS

CONTAMINACIÓN POR METALES.Hg, Pb, Cd, As, Sn.

CONTAMINACIÓN POR DETERGENTES E HIGIENIZANTES. Cl, I

CONTAMINACIÓN POR PESTICIDAS.Vómitos, parálisis, calambres, convulsiones.

Yo, la sabiduría, convivo con la cordura;en mí se hallan el conocimiento y el consejo.

Proverbios 8:12 RVC

GRACIAS