Microorganismos Resistentes A Bajas Temperaturas

MEMBRANAS BACTERIANAS: LOS EFECTOS DE ALMACENAMIENTO EN FRÍO Y

PROCESAMIENTO DE ALIMENTOS. UNA VISIÓN GENERAL

Resumen

La vida útil de los alimentos se extiende por refrigeración debido a los procesos metabólicos de los microorganismos que están relacionados con los alimentos y que son frenados por las temperaturas bajas. No obstante, los microorganismos psicrotrofos siguen siendo una preocupación debido a que poseen proteínas adaptadas al frío y lípidos de su membrana que facilitan su crecimiento a bajas temperaturas. El uso de esta membrana altera las técnicas de conservación como el ultrasonido, alta presión hidrostática o campo eléctrico pulsado que ofrecen la posibilidad de una extensión de la vida útil. Esta revisión considera la interacción y los posibles efectos sinérgicos de almacenamiento refrigerado o tratamiento térmico sobre las propiedades de la membrana, con los efectos perturbadores de los tratamientos físicos sobre la membrana selectiva.

1. Introducción: bacterias frío-adaptadas

La refrigeración es el medio más común de preservar alimentos, ya sea solo o en combinación con otros métodos, tales como la adición de preservantes. Por lo tanto, un entendimiento al deterioro de los alimentos causados por los microorganismos que producen intoxicación y al estrés causado a estos por las bajas temperaturas es fundamental para el diseño de estrategias de conservación efectivas. Esto es particularmente relevante en el contexto de demandas modernas de los alimentos que contienen niveles inferiores de preservativos para un sabor más sano y natural, ya que muchas de las pudriciones y envenenamientos están dadas por los microorganismos psicotróficos.

Se caracterizan por tener una amplia gama temperatura de crecimiento, a menudo se acercan hasta los 40 grados centígrados, en relación con los psicrófilos que tienen rangos de crecimiento mucho más pequeños. Aunque psicrótrofos no pueden igualar el crecimiento por debajo de cero a los psicrófilos, no obstante son capaces de crecer a bajas temperaturas que se acercan a 0 °C, además son capaces de crecer rápidamente cuando las temperaturas suben. Es esta capacidad térmica hace que sean especialmente significativos en términos de calidad y seguridad alimentaria.

En relación con la refrigeración, los rangos de temperatura que son más relevantes son 4-6 C (refrigeradores) y 10 a 12 C (unidades de visualización enfriador abierto).

Este tratamiento térmico en rangos de rangos de 4 a 12 °C sobre los psychrotrophs, estos son capaces de crecer a tasas que pueden ser sólo dos o cuatro veces inferiores a sus proporciones óptimas en un 20-30 °C. Por lo tanto, son una amenaza en particular para los alimentos refrigerados porque las poblaciones bacterianas pueden llegar a niveles que son capaces de realizar un serio deterioro o están por encima del umbral para causar intoxicación alimentaria.

2. Enzimas adaptadas al frío

El hecho de que se han adaptado al frío, las bacterias crecen a temperatura refrigerada en tasas que son equivalentes o no mucho más que los mesófilos en a temperatura corporal, esto significa que debe contener proteínas (enzimas) que estén adaptadas para funcionar a bajas temperaturas. Esta adaptación ha ido evolucionando a lo largo de muchas generaciones y es parte en el genoma.

La secuencia de aminoácidos de cada una de las enzimas da una proteína están plegados en una estructura tridimensional conformacional mente flexibles y, por ende, como catalizador en el frío.

Diferentes enzimas han desarrollado diferentes mecanismos para resistir el frío, pero las adaptaciones evolutivas comunes se han identificado: estas incluyen la reducción en el número de enlaces de hidrógeno, puentes de sal, prolina y arginina, contenido aromático, interacciones hidrofóbicas, y la agrupación, junto con el aumento de las interacciones disolventes y de los enlaces de la superficie.

No todos los tipos de cambio se encuentran en cada una de las enzimas, pero el efecto general es la de reducir el número de interacciones en la entalpía entre los aminoácidos cadenas laterales y tener una proteína que es mucho más flexible a baja temperatura.

Un corolario de la mayor actividad a bajas temperaturas es el hecho de que adaptadas al frío las enzimas son más termolábiles que sus contrapartes (mesófilos), de tal manera que, para temperaturas moderadas (normalmente 40-50 °C), se vuelven demasiadas flexibles, pierden eficiencia catalítica y eventualmente se desnaturalizan.

Esto significa que las bacterias son por lo general psicrotróficas que mueren por calor suave, que puede ser una ventaja en el campo de la preservación regímenes como los de sous vide los alimentos en los que calentamiento suave es seguido por almacenamiento refrigerado.

Las enzimas se encuentran libres en el citoplasma o en la membrana, pero todos los datos estructurales sobre el frío-activo de las enzimas provienen de estudios de solubles citoplasmáticas.

No se sabe nada acerca de la estructura de la membrana de las enzimas adaptadas al frío en comparación con sus contrapartes mesofílicas o termófilo, pero presumiblemente también tienen una secciones helicoidales que abarcan al núcleo hidrofóbico de la membrana, donde interactúan con los ácidos grasos acil cadenas de lípidos de membrana. Por lo tanto, es cierto que también se adaptará específicamente para funcionar a bajas temperaturas y que esta adaptación dependerá no sólo de su propia estructura de las proteínas, sino también de las propiedades físicas de los lípidos.

3. La temperatura y la composición de los lípidos

Es bien sabido que la composición lipídica de las membranas se altera cuando se altera la temperatura de crecimiento microbiano y que son los principales cambios en los componentes de acil graso de las membranas.

Los cambios en la composición de cabeza-grupo de los lípidos son mucho menos pronunciados y tienen mucho menos influencia en las propiedades térmicas de la membrana.

Aumentar el grado de instauración, acil grasos cis/trans de insaturación, ramificación de metilo o la relación entre la iso anteiso a acil cadenas ramificadas, o la reducción de la longitud de la cadena acil promedio, todos bajar la temperatura de la transición de un estado líquido-cristalino a un gel y así conservar membrana fluidez que es necesario para la supervivencia y el crecimiento.

El término "membrana fluidez" es una práctica de resumir un fenómeno multifacético que tiene contribuciones de embalaje molecular (orden) y movimientos moleculares (viscosidad).

Los cambios en la composición de acilo graso pueden alterar uno o ambos de estos aspectos de la fluidez. Por ejemplo, la

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