Alteraciones de la calidad higiénica por acción de los microorganismos

Alteraciones de la calidad higiénica por acción de los microorganismos

Anna Jubert y Juan Echeverría

Fuente: Guía Solomamitis del asesor en calidad del leche

Como ya indicábamos en la primera entrada de esta serie de artículos la calidad debe concebirse desde varios puntos de vista, entre ellos el higiénico.

La leche que producen las vacas sanas está prácticamente libre de microorganismos, contaminándose levemente al pasar por el canal del pezón. Incluso el recuento bacteriológico de la leche procedente de animales con mastitis es reducido, salvo excepciones, como en las mastitis por Streptococcus agalactiae o Prototheca (Tenhagen et al., 2006; Barkema et al., 2009). Así pues, la elevación en el recuento bacteriológico de la leche suele ser por bacterias ambientales procedentes de la piel de la mama (sobre todo gérmenes psicrótrofos y microorganismos termorresistentes, pero no coliformes) o del ambiente.

Los microorganismos ambientales pueden provenir de la atmósfera de los establos, más o menos cargada de gérmenes procedentes de los excrementos (coliformes, E. coli, Enterococcus), de la atmósfera de la sala de ordeño, de los utensilios y equipamiento (sobre todo gérmenes termorresistentes y psicrótrofos), del forraje (esporulados anaerobios) y del agua (bacterias gramnegativas: Pseudomonas).

Por lo tanto, el parámetro de recuento bacteriológico es un marcador de la calidad higiénica con la que se mantienen los animales, con la que se realiza el ordeño, y del mantenimiento de las instalaciones y del circuito de ordeño.

Desarrollo y acción de los microorganismos de la leche

La leche es un excelente sustrato (medio de cultivo) para numerosos microorganismos por su elevado contenido en agua, su pH casi neutro y su riqueza en sustancias nutritivas: glúcidos (principalmente lactosa), proteínas, lípidos y sales. Sobre todo, constituye un excelente medio de cultivo para los organismos heterótrofos aptos para asimilar la lactosa y las proteínas.

En condiciones ordinarias, lo más frecuente es que se produzca una fermentación ácida a cargo de las bacterias lácticas debido a la presencia de azúcares fermentables en la leche. Si no existen gérmenes formadores de ácido o si las condiciones son desfavorables para su actividad, puede producirse otro tipo de alteración.

Al ser un producto fácilmente contaminable, el mejor sistema en la granja para la conservación y almacenamiento de la leche desde el ordeño hasta la recogida por las cisternas de las industrias lácteas consiste en enfriarla a una temperatura suficientemente baja y durante un tiempo limitado, para así evitar o inhibir el crecimiento microbiano.

La finalidad, pues, de la refrigeración en la explotación es el mantenimiento de la calidad inicial hasta el momento de su recogida, pero en ningún caso puede pretenderse mejorar la leche que ha sido obtenida en malas condiciones higiénicas. Para que la conservación sea eficaz es importante controlar factores como la temperatura de enfriamiento, la velocidad de enfriamiento, la duración del almacenamiento y la contaminación inicial antes del enfriamiento.

Degradación microbiana de la lactosa y sus consecuencias

La lactosa, azúcar de la leche, es la principal fuente de energía de las bacterias y puede experimentar diferentes fermentaciones. Cualesquiera que sean las bacterias que fermentan la lactosa siempre habrá producción de ácidos orgánicos, con la coagulación o no de las proteínas de la leche (dependiendo del nivel de acidificación) y la formación o no de gas. Por otra parte, algunas bacterias que actúan sobre el azúcar de la leche pueden formar sustancias viscosas.

Agriado o formación de ácido: coagulación de la leche por acidificación

Cuando la leche no es refrigerada, la flora microbiana predominante es la láctica y su principal efecto es la transformación de la lactosa en ácido láctico, alterándose por acidificación. Las bacterias lácticas o acidolácticas pertenecen a los géneros Streptococcus, Lactococcus, Leuconostoc (cocos) y Lactobacillus (bacilos). Se trata de bacterias grampositivas, que tienen una pared celular muy gruesa y son poco proteolíticas y poco lipolíticas. Hay que tener en cuenta que estas bacterias lácticas tienen una actividad lipolítica bastante limitada y sus enzimas solo actúan sobre los diglicéridos y monoglicéridos hidrolizados de los triglicéridos por acción de otras lipasas).

La producción de ácido láctico por parte de las bacterias lácticas provoca la acidez de la leche y como consecuencia se produce una inestabilidad y coagulación de la caseína, provocando la coagulación espontánea de la leche. El descenso del pH disminuye la carga eléctrica de las micelas de caseína, y esto trae como consecuencia la disminución del poder de fijación del calcio de las caseínas α y β, el cual se solubiliza junto al fósforo produciéndose un desplazamiento progresivo de estos minerales hacia la fase acuosa, aumentando así la fuerza iónica de la solución. El calcio y el fósforo juegan un papel importante en la estructura de la micela de caseína, por lo que su pérdida se acompaña de una desintegración de estas.

Esta leche será ácida e inestable al calentamiento. El desarrollo de acidez induce una bajada del punto de congelación de la leche (aumento en valor absoluto).

La formación de ácido se manifiesta inicialmente por el olor a agrio, seguido de la coagulación de la leche que produce una cuajada de consistencia gelatinosa que libera un suero claro. Generalmente tiene lugar cuando la leche se mantiene algunas horas a temperatura ambiente, entre 10 y 37 °C. Mediante la refrigeración se consigue detener la multiplicación de las bacterias lácticas, ya que son bacterias mesófilas o termófilas que dejan de multiplicarse activamente por debajo de los 8-10 °C.

Dependiendo de la ruta que utilizan para hidrolizar las hexosas producidas a partir de la lactosa, las bacterias lácticas causantes de esta fermentación se clasifican en:

• Homofermentativas: como Lactococcus spp., Streptococcus thermophilus, Lactobacillus bulgaricus y L. helveticus. A partir de la lactosa estas bacterias producen casi exclusivamente ácido láctico (de una molécula de lactosa producen cuatro de ácido láctico).
• Heterofermentativas: como Leuconostoc spp., y Lactobacillus kefiri. A partir de la lactosa, además de ácido láctico (de una molécula de lactosa producen dos de ácido láctico), producen ácido acético, etanol y CO2.

Producción de gas

La producción de gas por las bacterias va siempre acompañada de la formación de ácido. Las especies formadoras de gas más importantes son las del género Clostridium, las bacterias coliformes, los aerobacilos (especies del género Bacillus formadoras de gas), que liberan tanto hidrógeno como dióxido de carbono, y las levaduras y bacterias propiónicas y lácticas heterofermentativas que producen solo dióxido de carbono.

La flora coliforme es la que produce la alteración de hinchazón precoz de los quesos elaborados a base de leche cruda.

La flora butírica (Clostridium tyrobutyricum) es la responsable de la hinchazón tardía en los quesos y de la aparición de agujeros irregulares. 

Producción de sustancias viscosas

Existen varios tipos de microorganismos que al desarrollarse en la leche son capaces de realizar la síntesis de polisacáridos. Otros gérmenes pueden producir moléculas glucoproteicas como las mucinas. El resultado de esta actividad, cuando es paralela a la fermentación láctica, es el aumento de la viscosidad y la leche se vuelve “filante”. La bacteria causante de este defecto o alteración que se encuentra con mayor frecuencia en la leche cruda es Alcaligenes viscosus. Cuando crece en la leche la capa superficial se vuelve viscosa, sin alteración de la capa profunda. Esta bacteria no resiste el calentamiento a 72 °C y por lo tanto esta alteración se evita fácilmente por medio de la pasteurización.

Degradación microbiana de las proteínas y de los lípidos

La flora termorresistente o termodúrica presente en la máquina de ordeño y en el tanque de frío, cuando la limpieza y desinfección son insuficientes, produce fenómenos de proteólisis o degradación de las proteínas y como consecuencia la aparición de sabores amargos y pútridos en la leche.

Las bacterias termodúricas son en su mayoría mesófilas (algunas termófilas) que resisten las temperaturas de pasteurización. La mayor parte son grampositivas y su termorresistencia supone que cuando se encuentren en la leche cruda también podrán estar presentes en el producto final. Se incluyen en este grupo los microorganismos que son capaces de producir esporas (Bacillus cereus, Bacillus subtilis y Clostridium) y los que no (Micrococcus, Microbacterium, Streptococcus –S. fecalis– y Alcaligenes).

En la leche pasteurizada envasada y almacenada en frío (refrigeración), las bacterias termorresistentes se multiplican solo de forma muy lenta y por lo tanto su influencia sobre la durabilidad es débil. Sin embargo, los esporulados aerobios, especialmente Bacillus cereus, que sobreviven a la pasteurización y pueden crecer a pesar de la refrigeración de la leche (Bacillus cereus es psicrótrofo y termorresistente), sí que afectan a la capacidad de conservación del producto. Por ello es recomendable el análisis de Bacillus cereus en la recepción de leche cruda destinada a la elaboración de leche pasteurizada.

El almacenamiento prolongado de la leche en refrigeración antes de su tratamiento térmico facilita el crecimiento de las bacterias psicrótrofas, capaces de crecer a temperaturas inferiores a 7 °C, que pueden causar alteraciones debidas a su actividad lipolítica  y proteolítica y son el origen de olores y sabores desagradables. Por lo tanto, es aconsejable que, cuando la leche no vaya a ser procesada el mismo día de recepción, se someta a un proceso de termización.

Dentro de la flora psicrótrofa se encuentran representados grupos de microorganismos tales como Pseudomonas, Achromobacter, Alcaligenes, Micrococcus, etc., siendo principalmente las Pseudomonas las que se desarrollan en la leche cruda (particularmente P. fluorescens y P. putida).

Estas bacterias no acidifican la leche, pero su importancia radica en la facultad que tienen de segregar, cuando se multiplican en la leche, enzimas lipasas y proteasas termorresistentes, que a lo largo del tiempo actúan sobre la grasa y la proteína degradándolas por su gran capacidad lipolítica y proteolítica.

Por ello es recomendable el análisis de psicrótrofos (especialmente Pseudomonas) en la recepción de leche cruda destinada a la elaboración de leche pasteurizada y UHT.

 El almacenamiento prolongado de la leche en refrigeración antes de su tratamiento térmico facilita el crecimiento de las bacterias psicrótrofas, capaces de crecer a temperaturas inferiores a 7 °C.

La siguiente  tabla muestra un resumen de las principales alteraciones de la leche causadas por microorganismos.

Referencias:

Bakema, H.W., Green, M., Bradley, A, Zadoks, R. Invited review: The role of contagious disease in udder health. Journal of Dairy Science. 2009; 92(10):4717-29.

Tenhagen, B.A., Koster, G., Wallm ann, J., Heuwieser, W. Prevalence of mastitis pathogens and their resistance against antimicrobial agents in dairy cows in Brandenburg, Germany. J Dairy Sci. 2006; 89:2542-2551.