Metabolismo Microbiano de Componentes Alimenticios
Introducción
El crecimiento bacteriano se da en los alimentos por medio del metabolismo de los componentes o nutrientes de este
El proceso involucra el transporte de nutrientes del ambiente a la celular para el ruptura de los nutrientes para generar energía y activar la sintesis de nuevos productos al ambiente
Topic principal
Respiración y Fermentación durante el crecimiento
Durante el crecimiento de los alimentos los microorganismos sintetizan energía y materiales celulares
La mayor parte de la energía se utiliza en la síntesis de componentes celulares
La energía puede almacenarse como energía bioquímica o utilizarse en reacciones endergónicas
En un sistema los carbohidratos serán los principales sustratos
Los microorganismos seran heterótrofos y quimioorganótrofos
Reacciones que generan energía
Anaeróbicas
Utiliza compuestos inorgánicos como aceptores de electrones
Fermentación
Utiliza compuestos orgánicos como aceptores de electrones
Las reacciones que producen energía también producen productos metabólicos
Estos dependerán de la naturaleza del sustrato, el tipo de microorganismo y la disponibilidad del oxígeno
Son importantes debido a que se involucran en:
Descomposición microbiana de los alimentos
Producción de toxinas en alimentos
Habilidad de producir características deseables en alimentos fermentados
Se utilizan en el procesamiento, preservación y mejoramiento de la textura y sabor
Los alimentos fabricados o formulados tienen todos los nutrientes necesarios para apoyar al crecimiento microbiano
Los microorganismos metabolizan los carbohidratos sobre las proteínas y lípidos
Metabolismo de los Carbohidratos en Alimentos
Son la fuente preferible en la producción de energía
Cada microorganismo tiene diferente capacidad para degradar carbohidratos
Los carbohidratos son degradados en un nivel celular como monosacáridos, disacáridos y trisacáridos.
Estos son llevados al interior de la celular e hidrolizados a monosacáridos antes de otra degradación
Degradación de Polisacáridos
Mohos y otras bacterias los degradan utilizando enzimas extracelulares
Monosacáridos y disacáridos son llevados a la célula y metabolizados
La ruptura de polisacáridos puede afectar la textura y reducir la aceptabilidad de los productos
Degradación de Disacáridos
Se encuentran en los alimentos o son producidos por degradación microbiana
Son hidrolizados a monosacáridos en la célula por enzimas específicas
Degradación de Monosacáridos
De degradan por microorganismos:
Anaeróbicos
Aeróbicos
Anaeróbicos Faculttivos
Generan varios intermediarios y productos finales
Dependerá del tipo y cantidad del monosacárido, el microorganismo y el potencial del sistema redox
La fermentación se da por cinco procesos principales
Fermentación
Los carbohidratos son fermentados por microorganismos anaeróbicos y facultativos por 5 procesos principales
Los aceptores finales de electrones serán compuestos orgánicos y la energía se produce a un nivel de sustrato
Los cinco procesos principales
Vía EMP
Se utiliza por bacteria acido láctica homofermentativa
Vía HMP
Se utiliza por bacteria acido láctica homofermentativa
Vía Entner-Doudroff
Se utiliza por Pseudomonas spp.
Vía de la pentosa fosfocetolasa
Se utiliza por la Escherichia coli
Vía de la fosfocetolasa de hexosa
Se utiliza por Bifidobacterium spp.
Respiración Anaeróbica
El Desulfotomaculum nigrificans reductor de sulfato metaboliza la glucosa como fuente de energía
Se da principalmente por la vía EMP para producir piruvato
Respiración Anaeróbica
Utiliza el oxígeno molecular como un electrón aceptor final durante el metabolismo de carbohidratos para producir piruvatos
Generan un gran numero de intermediarios
Síntesis de Polímeros
Células Leuconostoc mesenteroides que crecen en sacarosa hidrolizan moléculas y metabolizan fructosa para producir energía
Son utilizados como estabilizantes y dan viscosidad a los alimentos fermentados
Metabolismo de Proteínas en Alimentos
Pueden ser simples proteínas, proteínas conjugadas o péptidos que contiene dos o mas aminoácidos
Son transformados a aminoácidos y péptidos pequeños que serán transportados a la célula donde formaran parte de otras reacciones
Respiración Aeróbica
Oxidan aminoácidos y los utilizan como fuente de carbono, nitrógeno y energía
Los L-aminoácidos generalmente se someten a desaminación oxidativa o transaminación para producir los respectivos cetoácidos.
Fermentación
Se da en un o dos aminoácidos en pares
Los cetoácidos proveen energía y otros productos metabólicos
Involucra reacciones de oxido-reducción simultáneamente
Los productos son ácidos grasos, NH3 y dióxido de carbono
Esta involucrado con la descomposición y riesgos a la salud
Algunos de los compuestos sulfúricos se encuentran en starters y dan un sabor y textura en quesos
Se utiliza en la identificación de aislados bacterianos desconocidos
Metabolismo de los Lípidos en Alimentos
Los microorganismos tienen una baja preferencia para metabolizar lípidos
Se pueden metabolizar en en la interfase agua-aceite
Los glicéridos son hidrolizados por lipasas y ácidos grasos para ser posteriormente metabolizados por oxidación y generar unidades de acetil-CoA.
Ácidos grasos insaturados pueden ser oxidados por oxidasas microbiana para producir hidroperóxidos y luego compuestos carboniles