Microbiología de la leche cruda parte II Bacterias Lácticas

Microbiología de la leche cruda
Parte II

Microorganismos de Importancia en Leche Cruda

A continuación se presenta una breve descripción de los principales microorganismos que pueden encontrarse en leche cruda.

Bacterias

Dada las características de la leche cruda, los microorganismos predominantes y que se ven favorecidos para su crecimiento son las bacterias. 

En la leche se pueden encontrar diversos géneros y especies bacterianas. 

Aquellas de mayor importancia en la industria láctea son las llamadas bacterias lácticas y las bacterias coliformes.

Bacterias Gram positivas

Bacterias lácticas

Son un grupo de bacterias de diferentes géneros, ampliamente distribuidas en la naturaleza.

Se encuentran en el suelo y en cualquier lugar donde existan altas concentraciones de carbohidratos, proteínas desdobladas, vitaminas y poco oxigeno. 

Son Gram positivas y su forma puede ser bacilar, cocoide u ovoide. 

Algunas tienen forma bifida (Bifidobacterium). 

Bifidobacterium

Soportan pH 4 en leche. 

Son anaeróbicas facultativas, mesófilas y termófilas y de crecimiento exigente. 

Pueden ser homofermentativas (más del 90% de su metabolismo resulta en ácido láctico) o heterofermentativas (producen además del ácido láctico, otros ácidos y gases). 

Los principales géneros de bacterias ácido lácticas son: Lactococcus, Leuconostoc, Pediococcus, Streptococcus, Lactobacillus, Carnobacterium, Enterococcus, Vagococcus, Aerococcus, Tetragonococcus, Alloiococcus y Bifidobacterium.

Enterococcus

Leuconostoc Lactis

Su estudio en el ámbito tecnológico es importante por lo siguiente: 

· Son formadoras de textura y ayudan al establecimiento de las condiciones para la elaboración de ciertos productos lácteos. Por efecto de la acidez producida por la fermentación de la lactosa, la leche puede llegar a coagular gracias a la coalescencia de las caseínas al alcanzarse el pH iso-eléctrico, lo cual es deseable en la elaboración de yogurt y quesos. En la elaboración de crema y mantequilla una ligera acidificación permite acelerar el proceso y aumentar el rendimiento. Algunas especies producen polisacáridos (gomas, mucina), que aumentan la viscosidad de la leche cambiando su textura  
(S. termophilus, Lb. bulgacricus, Lc. cremoris).

· Aportan sabor y aroma, ya que como parte de su metabolismo fermentativo se da la producción de acetaldehído, diacetilo, acetoina, acetona, lactonas, ácidos volátiles, alcohol y gas. 

El diacetilo es el principal responsable del aroma de la mantequilla. 

La acetoina lo es en el yogurt, mientras que el ácido láctico aporta sabor a diversos productos fermentados. 

Además la producción de enzimas que intervienen en el afinado de los quesos por degradación de las proteínas y las grasas afectan notablemente las características organolépticas de los mismos.

· Ejercen efecto biopreservador manifestado en la prolongación de la vida útil de los productos elaborados con sus cultivos. 

Este efecto se lleva a cabo por varios mecanismos: 

a) ciertas especies producen bacteriocinas (Lactococcus lactis subsp. lactis, Enterococcus) las cuales son proteínas que se comportan como antibióticos y que inhiben el crecimiento de bacterias relacionadas con estas;

b) con la producción de ácido y descenso del pH se logra la inhibición de otras especies bacterianas y la conservación de los alimentos; 

c) el efecto biopreservador también se cumple gracias a la competencia por nutrientes que se da entre las diversas especies bacterianas.

· Aportan beneficios para la salud de los consumidores, el cual se ha descrito como efecto probiótico. 

Este puede manifestarse de manera especifica en la prevención y reducción de los síntomas en los cuadros diarreicos. 

Además se le han atribuido a las BAL, efecto preventivo de tumores, anticolesterolemico y modulador del sistema inmunológico.

Micrococcos

Débilmente fermentadores, forman parte de la flora inocua que contamina la leche cruda. Tienen poca actividad enzimática, por lo tanto son de muy poca importancia como agentes de adulteración en la leche. 

Sin embargo por ser la flora más abundante en leche cruda y tener cierta capacidad proteolítica pueden llegar a ser causante de alteraciones en leches pasteurizadas mal almacenadas.

Estafilococos

son anaerobios facultativos, fuertemente fermentadores. 

Son de gran importancia desde el punto de vista sanitario. 

Causan mastitis y pueden provocar enfermedades o intoxicaciones en los humanos. Staphilococus aureus produce una exotoxina que causa fuertes trastornos intestinales en los humanos, la cual es termorresistente, por lo cual no es destruida con la pasteurización.

El Staphilococcus epidermidis se ve implicado en algunos casos de mastitis, por lo cual puede llegar a contaminar la leche.

Bacterias esporuladas: 

Los Bacillus son bacterias aeróbicas con actividad enzimática variada producen acidificación, coagulación y proteolisis. 

Los Clostridium son anaerobios estrictos, producen gas. 
Algunos producen toxinas patógenas (Clostridium botulinum). 

Clostridium

Ambos géneros son de poca importancia en leche cruda, su crecimiento es inhibido por las bacterias lácticas. 
Cobran importancia en productos lácteos como en leche pasteurizadas, quesos fundidos, leches concentradas, quesos de pasta cocida. 
Resisten la pasteurización por su capacidad de producir esporas, las cuales solo se destruyen a temperaturas por encima de 100 ºC.

Bacterias Gram Positivas 

Otras bacterias Gram + que pueden encontrarse en la leche son Corynebacterium, bacterias propionicas, Brevibacterium estos últimos se encuentran en las cortezas de algunos quesos madurados almacenados en condiciones húmedas.

Bacterias Gram negativas

Enterobacterias

Los miembros de la familia Enterobacteriaceae son huéspedes normales del intestino de los mamíferos, por lo tanto su presencia en el agua y la leche se relaciona con contaminación de origen fecal. 

Las enterobacterias son menos abundantes en la leche que otras bacterias gran negativas, sin embargo, tienen una gran importancia desde dos puntos de vista, higiénico: ya que varias de estas especies tienen poder patógeno, de las cuales la más temible es la Salmonella y otras que pueden provocar trastornos gastrointestinales (Yersinia, E. Coli, Shigella); y tecnológico: ya que son bacterias heterofermentativas, grandes productoras de gas (carbónico e hidrogeno) además producen sustancias viscosas y de sabor desagradable, todo lo cual conduce a la alteración de la leche o subproductos. 

De las enterobacterias las más comunes encontradas en los productos lácteos son las del grupo Coliformes (Escherichia, Enterobacter, Klebsiella y Citrobacter). 

La determinación de su presencia indica calidad higiénica de la leche cruda y pasteurizada.

Enterobacterias más comunes de la leche cruda: Escherichia coli, Enterobacter aerógenes, Klebsiella, Citrobacter, Salmonella, Shigella, Proteus, Serratia.  
Los últimos dos géneros se consiguen poco frecuentes, son microorganismos inocuos pero por su poder proteolítico pueden provocar alteraciones en la leche.

Pseudomonas

Más del 50% de la flora Gram negativa de la leche cruda esta representada por este género. 
Juegan un papel importante en la conservación de productos lácteos, ya que además de ser psicrófilas, varias especies tienen un gran poder proteolítico y lipolítico. 

Además se ha descrito que algunas de estas enzimas resisten temperaturas por encima de los 80 ºC, por lo cual pueden causar alteraciones aún en productos elaborados con leches pasteurizadas,

Acromobacteriaceae

Este grupo de bacterias no fermentan la lactosa, no son proteolíticas ni patógenas, pero representan las bacterias psicrófilas que crecen en las leches conservadas a baja temperaturas, algunas pueden producir sustancias viscosas y pigmentos. Se han descritos los géneros Flavobacterium, Alcaligenes y Achromobacter.

  

Bacterias Gram negativas diversas 

Las Brucellas son bacterias patógenas para los animales y para el hombre, aunque poco frecuente, pueden llegar a causar cuadros de mastitis. 

Se destruyen con la pasteurización. 

Mohos y Levaduras

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

Algunas especies son utilizadas como cultivos lácteos para el afinado de los quesos madurados como el Penicillium candidum y Penicillium camemmberti en los quesos de corteza blanca como el Camembert y el Penicillium roqueforti en los quesos de pasta azul (Roquefort). 

Penicillium Roqueforti

Las levaduras al igual que los mohos son de poca importancia en la leche líquida y son fácilmente destruidos a temperaturas de pasteurización. 
En la leche se encuentran la especies Cándida cremoris, Sacharomices lactis, Sacharomices kefir.  
Torula kefir se encuentra en los granos de kefir utilizados para producir esta bebida láctea, caracterizada por su sabor ácido-alcohólico, producto de la fermentación de la lactosa por estas especies.

Virus

La leche se puede contaminar con los virus causantes de la Fiebre Aftosa, Estomatitis Vesicular. 

Los más importantes para la industria láctea son los Bacteriófagos virus que infectan a las bacterias produciendo su muerte, por lo cual pueden afectar la producción de derivados lácteos causando lisis de los cultivos añadidos para la producción de sabor y aroma.

Determinación de la Calidad Microbiológica en la Leche Cruda

El laboratorio de control de calidad de la industria láctea debe estar capacitado para determinar la calidad microbiológica de las diferentes materias primas así como de los productos terminados. 

En el análisis de la leche cruda existen diferentes métodos que permiten medir de manera indirecta o directa su calidad sanitaria.

Las pruebas indirectas se fundamentan en la modificación de algunas propiedades por parte de los microorganismos. 

Dentro de este grupo están la determinación del sedimento (lactofiltración), temperatura, pH, acidez titulable, lactofermentación y las pruebas de reducción de colorantes (azul de metileno, resazurina)

1. Sedimento: el sedimento obtenido por el método de lactofiltración mide la calidad sanitaria. La presencia de abunadante particulas de sucio y su tipo (heces, insectos, tierra, restos de alimentos), puede indicar el cuidado que se ha tenido durante el ordeño y almacenamiento de la leche cruda.

2. Temperatura: la determinación de la temperatura en la recepción muestra el cuidado que se haya podido tener durante el trasporte y almacenamiento de la leche. Sin embargo una leche que se encuentre e temperatura optima de refrigeración (4-5 ºC) no confirma que sea de buena calidad, ya que es posible que durante las fases que estan desde el sitio de producción hasta la industria la misma haya sufrido fluctuaciones de temperaturas que hayan permitido la multiplicación microbiana.

3. Lactofermentación: esta prueba permite observar las características del coágulo obtenido de la fermentación de una muestra de leche incubada a temperatura ambiente (35-37 ºC) por 24 horas. Según las características observadas se puede presumir acerca del tipo de bacterias predominantes, ya que un coágulo homogéneo sin o con pequeñas burbujas de gas, indicara predominio de bacterias lácticas homofermentativas, por el contrario un coágulo grumoso con abundante gas puede indicar la presencia de bacterias coliformes.

4. Acidez Titulable y pH: ya se ha estudiado estas dos propiedades de la leche en el tema de físico químico. 

Está claro que la fermentación microbiana modifica estos valores, aumentando la acidez y reduciendo el pH. 

Sin embargo hay que tener en cuenta que ciertos microorganismos proteolíticos pueden causar la coagulación dulce de la leche, es decir, sin acidez o con alcalinización de la leche.

5. Reducción de Colorantes: estas pruebas se fundamentan en como por el metabolismo microbiano hace variar el potencial de óxido reducción de la leche. 

Para ello se utilizan como indicador el azul de metileno y la resazurina, los cuales van variando su coloración a medida que se van reduciendo.

6-Métodos directos
Los métodos directos se fundamentan en determinar la presencia y/o el número de microorganismo en los alimentos. 
En el análisis de la leche cruda se emplean los siguientes:

a- Recuento Microscópico Directo: el recuento microscópico directo es una técnica que tiene poco uso en el análisis de la leche cruda. En él se analiza un frotis de una muestra diluida la cual se colorea con un colorante especial (Newman Lambert), y se hace recuento de las celulas bacterianas observadas en varios campos. 

El promedio del conteo se multiplica con el factor del microscopio (valor relacionado al área del frotis, el diámetro del objetivo y la dilución de la muestra) para obtener el número de bacterias por mililitro de muestra. 

Se debe tener en cuenta que el conteo intervienen las células vivas y las muertas.

b. Recuento Estándar en Placa (REP): también conocido como recuento de aerobios mesófilos, es el análisis directo mayormente empleado para determinar la calidad microbiológica de la leche y otros alimentos. 

El método consiste en hacer diluciones de la muestra y sembrar en placas de petri con agar estándar; luego de 24 a 48 horas de incubación a 37 ± 2se cuentan las colonias observadas las cuales permiten obtener el número de unidades formadoras de colonias por mililitro o gramo de muestra (ufc/mL o ufc/g). 

Los resultados obtenidos siempre son inferiores a los reportados con el recuento directo, ya que aquí solo intervienen microorganismos vivos capaces de formar colonias, además una colonia puede estar originada por uno o más de una unidad formadora de colonias.

c. Recuento de Bacterias Termodúricas, Termófilas, Psicrófilas: cuando se desea determinar los tipos microbianos presentes en la leche se utilizan análisis específicos. Usando el método del REP pero variando la temperatura de incubación se pueden seleccionar los diferentes grupos de bacterias según su temperatura optima de crecimiento.

d. Coliformes Totales, Coliformes Fecales, Número mas Probable (NMP): en los apartes anteriores ya se discutió la importancia del estudio de las bacterias del grupo coliforme. Su determinación puede hacerse en placas con agar rojo bilis cristal violeta (coliformes totales) o en tubos con caldo verde brillante (NMP), donde además se puede observar la acumulación de gas.

e. Pruebas Específicas (Determinación de Salmonellas, Staphylococcus): ciertos especies bacterianas tienen especial interés en alimentos, especialmente por su poder patógeno.

En leche en polvo se exige la determinación de Salmonellas y en productos lácteos es conveniente hacer determinaciones de estafilococos específicamente Staphylococcus aureus.

Además de los análisis mencionados anteriormente existen otros especiales que se relacionan con la calidad sanitaria. 

Así tenemos la determinación de mastitis y la medición de la eficiencia de la pasteurización.

f. Mastitis y Antibióticos: la determinación de mastitis a y través de la leche pueden indicar la calidad microbiológica, ya que una leche mastítica por lo general es abundante en bacterias, especialmente del tipo del agente etiológico causante de la enfermedad. Asimismo la determinación de antibióticos, aunque no necesariamente puede deberse a causas de infecciónes a nivel mamario, sugiere el descuido en la segregación de los animales para el ordeño, ya que la leche de animales enfermos no deben ser dirigida a la producción de alimentos.

Eficiencia de la Pasteurización 

 Los métodos que evalúan la eficiencia de la pasteurización, evalúan indirectamente la calidad sanitaria, ya que, una leche mal pasteurizada por no haber alcanzado la temperatura mínima requerida, tendrá el riesgo de microorganismos patógenos que pudiesen afectar al consumidor. 
Dentro de estas se cuenta la Técnica de Sharer, basada en la actividad de la enzima fosfatasa alcalina.