Introducción a los Microorganismos
Definiciones Fundamentales
Microorganismo (MO): Son organismos muy pequeños, no visibles a simple vista, de tamaño microscópico, dotados de individualidad y con una organización biológica elemental. Los microbios corresponden a organismos tales como bacterias, hongos y levaduras, es decir, procariotas y eucariotas que miden menos de una décima de milímetro (mm).
- Células Procariotas: Son aquellas células que no están divididas en compartimentos ni poseen un núcleo verdadero.
- Células Eucariotas: Son aquellas células que están divididas en compartimentos limitados por membranas internas.
Tipos de Microorganismos
- Bacterias: Son MO procariotas unicelulares de tamaño microscópico.
- Hongos: Son MO de estructura celular eucariota; por lo tanto, están divididos en compartimentos limitados por membranas internas. Pueden ser unicelulares o pluricelulares.
- Virus: Son MO subcelulares que se comportan como parásitos intracelulares estrictos.
- Agente Microbiano: Son los MO de vida útil, indicadores y patógenos.
Bacterias
Estructura y Clasificación
Las bacterias están contenidas en una pared celular y poseen ADN y ARN. Algunas bacterias, al dividirse, se separan; otras se agrupan en pequeños racimos o cadenas. Las formas de agruparse han servido para diferenciar las bacterias:
Morfología y Agrupación
- Cocos: Se agrupan en parejas, racimos o cadenas.
- Bacilos: Pueden crecer aislados, en parejas unidos por uno de los extremos o en cadenas.
- Espirilos: Pueden aparecer agrupados formando cadenas cortas, aunque esto no es frecuente.
- Espiroquetas: Siempre se presentan aisladas.
- Formas Filamentosas.
Clasificación Metabólica
Las bacterias también pueden clasificarse según su modo de vida:
- Saprofíticas: Viven a expensas de materiales orgánicos en descomposición o normalmente en el organismo humano o animal (específicamente en el tubo digestivo), donde se desarrollan a costa de las materias en putrefacción y en ocasiones ayudan a la terminación de las operaciones de asimilación.
- Parásitas: Son aquellas bacterias que, para vivir, utilizan los tejidos del ave o animal en que habitan.
También se diferencian las bacterias en anaerobias, anaerobias facultativas, aerobias y aerobias facultativas.
Reproducción Bacteriana
Las bacterias se multiplican por fisión binaria. En este proceso, la bacteria se alarga y luego se divide en dos bacterias hijas idénticas a la original. A su vez, cada bacteria hija se divide en dos, y así sucesivamente. Cuando el medio es favorable, una bacteria se puede dividir cada 20 minutos.
Esporas y Formas Vegetativas
Todas las bacterias pueden existir como bacterias vegetativas. Sin embargo, ciertas bacterias tienen la capacidad especial de transformarse en una forma cuya resistencia a los agentes químicos y físicos es excepcional, que se llama espora. Solo algunas bacterias tienen esta capacidad.
Cuando las condiciones de vida son desfavorables, estas bacterias esporulan (se transforman en esporas). Durante este proceso, las estructuras vitales se reacomodan dentro de la bacteria y se rodean por una cápsula formada por varias capas o paredes. Por lo tanto, una espora puede considerarse como una coraza de protección dentro de la cual se encuentra la bacteria dormida o hibernando.
Las esporas pueden germinar o volver al estado de la bacteria vegetativa cuando las condiciones de vida vuelven a ser favorables para permitir la multiplicación bacteriana.
Toxinas
Las toxinas son sustancias de naturaleza proteica. La gran mayoría de estas sustancias resisten las altas temperaturas (cocción y ebullición) y no tienen olor ni sabor, motivo por el cual no se pueden detectar mediante el gusto u olfato. Es sumamente importante tener en cuenta que, aunque las bacterias y mohos que producen las toxinas pueden ser eliminadas mediante la cocción, las toxinas permanecen en los alimentos aun luego de cocinarlos.
Factores que Afectan la Multiplicación de Bacterias
Los factores que influyen en el crecimiento bacteriano se dividen en intrínsecos (propios del alimento) y extrínsecos (propios del ambiente).
Factores Intrínsecos
- Acidez o pH
- Actividad Acuosa (Aw)
- Estructura biológica
- Disponibilidad de nutrientes
- Potencial óxido-reducción
- Componentes antimicrobianos
Factores Extrínsecos
- Temperatura (T°)
- Humedad relativa
- Atmósfera gaseosa
- Competencia microbiana
Acidez (pH) y Actividad Acuosa (Aw)
- Acidez o pH: La mayoría de las bacterias se desarrollan entre pH 4 y 9, con un pH óptimo de 6.5 a 7.5. Existen excepciones de bacterias que pueden desarrollarse hasta pH 3.5. Las bacterias que causan Enfermedades de Transmisión Alimentaria (ETA) se desarrollan entre 3.8 y 11, mientras que el límite de las bacterias que alteran los alimentos es 3.2 a 11.
- Actividad Acuosa (Aw): El valor de Aw 0.85 es el límite para las bacterias que causan ETA.
Temperatura
Las bacterias se multiplican en temperaturas mayores o iguales a 20°C.
- Bacterias Mesófilas: Causan ETA y se multiplican entre 5°C y 55°C, denominada Zona de Temperatura Peligrosa.
- Bacterias Psicotrofas: Pueden crecer a temperaturas tan bajas como -1.5°C.
Efecto de la Temperatura: Las temperaturas elevadas (superiores a los 63°C) se usan para destruir bacterias vegetativas.
Hongos (Mohos y Levaduras)
Clasificación General
Los hongos pueden ser unicelulares o pluricelulares. A su vez, se clasifican en mohos y levaduras. Algunos hongos son dimórficos, desarrollándose como levaduras cuando crecen a 37°C y como mohos a 25°C.
Mohos
Los mohos son hongos multicelulares, más grandes que las levaduras y las bacterias, y tienen una estructura más compleja. Producen colonias velludas, algodonosas y pulverulentas. La pared celular es rígida. El cuerpo del hongo tiene dos porciones: una reproductiva y otra vegetativa.
Se reproducen por esporas cuando encuentran un sustrato apropiado, asegurando así la dispersión de la especie y su supervivencia en condiciones extremas.
Levaduras
Las levaduras son hongos unicelulares microscópicos. Están formadas por una pared celular, una membrana plasmática, el citoplasma (que contiene las organelas) y un núcleo (que contiene el material genético). Hay más de 350 especies que se agrupan en 39 géneros.
Se diferencian de las bacterias por su mayor tamaño. Pueden tener forma ovalada, de huevo, alargada o esférica. Algunas levaduras son pigmentadas o coloreadas y, cuando se multiplican en los alimentos, producen manchas de colores que indican su presencia. Aparecen como colonias opacas, cremosas o pastosas. Tienen la capacidad de realizar la fermentación de hidrocarburos (HC).
Modos de Reproducción de Levaduras
Según la condición ambiental, se distinguen dos modos de reproducción:
- Por Brote o Gemación: Ocurre cuando las condiciones son favorables. La levadura madre emite una protuberancia, el núcleo se divide en dos y uno de los núcleos migra hacia la protuberancia o brote, que se despega para formar la levadura hija.
- Por Ascosporas: Ocurre cuando las condiciones son desfavorables. La levadura madre se agranda y se transforma en asca, en el interior de la cual se forman de 4 a 8 ascosporas. Cuando las condiciones vuelven a ser favorables, las ascosporas se desprenden y cada una de ellas se transforma en una levadura hija.
Requerimientos Ambientales de Hongos
Mohos
- pH: Se desarrollan y multiplican mejor en el rango de pH 4 y 8.
- Temperatura (T°): El rango es de 15°C a 30°C, con una T° óptima de 20°C a 30°C.
- Tipos especiales: Existen mohos psicrótrofos (0°C a 4°C) y termófilos (55°C a 57°C).
- Actividad Acuosa (Aw): El rango general es 0.80 y 0.95. Sin embargo, los xerófilos pueden crecer hasta 0.61.
Levaduras
- pH: Generalmente entre 4 y 5, aunque algunas toleran de 1.5 a 8.5.
- Temperatura (T°): El rango óptimo es de 25°C a 30°C, y el máximo abarca de 5°C a 40°C.
- Clasificación por Aw:
- Ordinarias: No son capaces de multiplicarse en medios con altas concentraciones de sal o azúcar (Aw 0.88 y 0.94).
- Osmófilas: Son capaces de multiplicarse bajo estas condiciones (Aw 0.62 a 0.65).
Virus
Características y Composición
Los virus son mucho más pequeños que las bacterias, tan pequeños que solo pueden ser vistos con un microscopio electrónico. Su tamaño varía de 0.01 a 0.45 µm (micrómetros).
Están formados por un ácido nucleico (que posee la información genética) y una cápsula o cubierta formada por proteínas. Como no tienen ninguna molécula ni enzima capaz de replicar su ácido nucleico, no son capaces de multiplicarse por sí solos. Por ello, necesitan invadir o parasitar una célula viva o célula huésped susceptible para lograrlo.
Ciclo de Infección Viral
Cuando un virus infecta una célula susceptible, las etapas son las siguientes:
- El virus se aferra a la célula mediante receptores específicos.
- El ácido nucleico del virus penetra en la célula.
- Toda la actividad celular se desvía y se usa para fabricar copias del ácido nucleico y de la cápsula del virus.
- Los componentes del virus se ensamblan para formar nuevos viriones.
- Los virus destruyen la célula y son liberados para poder infectar nuevas células.
Comportamiento en Alimentos
Los virus no se multiplican en los alimentos ni los necesitan para sobrevivir. Los usan como medio de transporte para poder ingresar en el cuerpo de las personas y animales, y una vez allí se multiplican.
Parásitos
Los parásitos son MO que necesitan vivir sobre o dentro de un huésped para poder multiplicarse. Se dividen en protozoos y helmintos.
Protozoos
Son MO unicelulares de mayor tamaño que las bacterias. Tienen un núcleo definido que se puede distinguir con el microscopio y se diferencian entre ellos por su tamaño, forma y movilidad, que puede ser por cilias o flagelos. Hay muchas clases de protozoos; algunos son útiles, otros banales y otros pueden causar una amplia gama de enfermedades.
Helmintos
Son gusanos parásitos que viven a expensas de sus huéspedes (humanos, animales, peces, aves, etc.). La mayoría son lo suficientemente grandes para ser observados a simple vista; sin embargo, sus huevos y quistes solo se pueden detectar con ayuda de un microscopio.