La interacción entre los factores intrínsecos y extrínsecos puede influir en el deterioro de los alimentos de varias maneras, y es importante considerar estos factores en conjunto para prevenir o minimizar el deterioro de los alimentos. Así como es importante saber que existen procesos que producen cambios que no son necesariamente negativos (considerados deterioro), como la fermentación,  por ejemplo, cuando se realizan en forma controlada.

El deterioro microbiológico de los alimentos se refiere a la alteración o degradación de los alimentos debido a la acción de microorganismos como bacterias, hongos y levaduras. Estos microorganismos pueden producir enzimas que descomponen los componentes de los alimentos, lo que puede llevar a cambios en la textura, el sabor, el olor y la apariencia de los alimentos.

Microorganismos deteriorantes

Estos microorganismos pueden causar la descomposición y el deterioro de los alimentos, lo que puede afectar su calidad, textura y sabor. Ejemplos de microorganismos deteriorantes incluyen:

• Hongos que atacan las frutas y verduras, como Botrytis cinerea y Aspergillus niger.Pueden producir enzimas que descomponen rápidamente los carbohidratos y las proteínas. Ejemplos de hongos que causan deterioro microbiológico son Aspergillus, Penicillium y Fusarium.

• Bacterias: Pueden producir enzimas que descomponen los carbohidratos, las proteínas y los lípidos. Ejemplos de bacterias que causan la descomposición de la carne y los productos lácteos, como Pseudomonas fluorescens y Bacillus subtilis.

• Levaduras: Pueden producir enzimas que descomponen los carbohidratos. Ejemplos de levaduras que causan deterioro microbiológico en frutas, hortalizas y lácteos son Saccharomyces cerevisiae y Candida albicans.

Microorganismos patógenos

Estos microorganismos pueden causar enfermedades en los seres humanos y los animales, y pueden ser transmitidos a través de los alimentos. Ejemplos de microorganismos patógenos incluyen:

• Salmonella: una bacteria que puede causar la salmonelosis, una enfermedad que puede causar diarrea, fiebre y dolor abdominal.

• Escherichia coli (E. coli): una bacteria que puede causar la infección.

• Staphylococcus aureus: una bacteria que puede causar la intoxicación alimentaria.

Microorganismos beneficiosos

Estos microorganismos pueden ser beneficiosos para la salud humana y la producción de alimentos. Ejemplos de microorganismos beneficiosos incluyen:

• Levaduras comerciales: como Saccharomyces cerevisiae, que se utiliza para la fermentación de la cerveza y el pan.

• Bacterias lácticas: como Lactobacillus acidophilus y Bifidobacterium bifidum, que se utilizan para la producción de yogur y otros productos lácteos fermentados.

• Hongos beneficiosos: como Penicillium roqueforti, que se utiliza para la producción de queso azul.

Factores que influyen en el deterioro microbiológico:

EXTRÍNSECOS: 

• HRA: La humedad es esencial para el crecimiento de los microorganismos.

• Temperatura: La temperatura óptima para el crecimiento de los microorganismos varía según el tipo de microorganismo 

• Presencia de oxígeno: Algunos microorganismos requieren oxígeno para crecer (aerobios), mientras que otros pueden crecer en ausencia de oxígeno (anaerobios). 

INTRÍNSECOS: 

• Nutrientes: tipo de nutriente del alimento, no es lo mismo un producto cárnico que una mermelada.

• pH Y AW : El pH óptimos para el crecimiento de los microorganismos varía según el tipo de microorganismo.

• Maduración: en vegetales, cuanto más maduros están, en general van a ser más susceptibles del ataque microbiano.

• Oxígeno (pOx-Red): 

• Un POx-Red alto favorece el desarrollo de microorganismos aerobios como la mayoría de las bacterias deteriorantes y hongos. Por el contrario un POx-Red bajo, favorecerá el crecimiento de microrganismos anaerobios como los fermentativos, incluidas bacterias y levaduras.

• Tipo de envasado: con aire,  al vacío o con reemplazo del aire por otros gases como el nitrógeno o el CO2. Va a condicionar la flora que va a poder crecer.

• Ejemplo: Si se desea fermentar una cerveza, es conveniente un pOx-Red bajo, para favorecer la fermentación y evitar el crecimiento de otros microorganismos deteriorantes y la oxidación de compuestos oxidables como el lúpulo.

Ejemplos de deterioro microbiológico en alimentos:

Fermentación: 

• La fermentación es un tipo de deterioro microbiológico que se caracteriza por la conversión de los carbohidratos en ácidos y gases. En condiciones controladas, la fermentación es un proceso tecnológico que permite la producción de alimentos y bebidas.

Putrefacción: 

• La putrefacción es un tipo de deterioro microbiológico que se caracteriza por la descomposición de proteínas en compuestos de olor pútrido.

El deterioro químico de los alimentos es un proceso complejo que implica la alteración o degradación de los componentes químicos de los alimentos debido a reacciones químicas que ocurren durante el almacenamiento, procesamiento y preparación de los alimentos.

Factores que influyen en el deterioro químico:

INTRINSECOS:

• Nutrientes: tipo de nutriente del alimento, que puede hacer que estos reacciones entre si en determinadas condiciones.

• pH Y AW : óptimos para cada tipo de reacción química.

• POx-Red: condiciona el deterioro.

EXTRÍNSECOS:

• Temperatura: puede afectar la velocidad de las reacciones químicas que ocurren en los alimentos. También las temperaturas altas durante el procesamiento pueden generar reacciones cuyos productos pueden afectar la calidad sensorial del alimento e incluso su inocuidad.

• HRA: Si el alimento se humedece o seca, puede afectar la velocidad de las reacciones químicas que ocurren en los alimentos.

• Oxígeno: SI el alimento está envasado con aire o este fue removido o reemplazado.

• Luz: factor externo de deterioro de pigmentos, vitaminas y lípidos.

• Envase va ser la interfase de reacciones del alimento con el medio externo. También éste puede interactuar con el alimento.

TIPOS DE DETERIORO QUÍMICO

1. Oxidación: 

La oxidación es una reacción química en la que se pierden electrones, lo que puede llevar a la formación de compuestos oxidados. La oxidación puede afectar principalmente a los lípidos, pero también a las vitaminas y los pigmentos de los alimentos. A mayor POx-Red, mayor probabilidad de deterioro.

Rancidez en los aceites: tipo de deterioro químico que se produce en los aceites debido a la oxidación. La rancidez puede llevar a la formación de compuestos con sabores y olores desagradables.

Ejemplos de alimentos que pueden ser afectados:

• Aceites vegetales: la oxidación de las grasas puede llevar a la formación de compuestos indeseables y afectar la calidad del aceite.

• Nueces y semillas: la oxidación de las grasas puede llevar a la formación de compuestos indeseables y afectar la calidad y seguridad de las nueces y semillas.

• La presencia de oxígeno del aire puede causar la degradación de nutrientes sensibles al oxígeno, como las vitaminas A, C y E.

La degradación de estos nutrientes puede afectar su actividad biológica y su valor nutricional.

2. Hidrólisis: 

La hidrólisis es una reacción química en la que se forma agua a partir de la reacción entre un compuesto y el agua. La hidrólisis puede afectar a los carbohidratos, las proteínas y los lípidos.

3. Reacción de Maillard: 

La reacción de Maillard es una reacción química entre algunos tipos de carbohidratos (azúcares reductores)  y las proteínas.  Puede ocurrir durante el procesamiento, como la cocción o bien durante el almacenamiento (aunque más lento). Esta reacción puede llevar a la formación de compuestos con sabores y olores desagradables. Aunque en condiciones controladas, puede ocasionar cambios sensoriales buscados, como el tostado del pan o la carne, o el color del dulce de leche.

La reacción de maillard se favorece con la temperatura y con valores de pH poco ácidos.

• Cambios de color: que puede afectar su apariencia y aceptabilidad.

• Cambios de textura: que puede afectar su calidad y aceptabilidad.

• Pérdida de nutrientes: que puede afectar su valor nutricional.

• Formación de compuestos tóxicos: pueden causar la formación de compuestos tóxicos en los alimentos, lo que puede afectar su seguridad.

4. Interacciones con el envase: 

Permeación:

• se refiere al paso de gases, vapores o líquidos a través del envase y hacia el alimento o viceversa. Esto puede ocurrir debido a la naturaleza porosa o semipermeable del material del envase.

• Ejemplos de permeación:

• El paso de oxígeno a través del envase y hacia el alimento, lo que puede causar oxidación y deterioro.

• La pérdida de humedad del alimento a través del envase.

Sorción:

• Se refiere a la absorción o adsorción de sustancias químicas del alimento al material del envase. 

• Ejemplos de sorción:

  • Colores, aceites, etc. del alimento al meterial del envase.

Migración:

• Se refiere al paso de sustancias químicas del material del envase hacia el alimento. Esto puede ocurrir debido a la naturaleza química del material del envase o a la presencia de impurezas.

• Ejemplos de migración:

  • La migración de bisfenol A (BPA) desde el envase de plástico hacia el alimento.

  • La migración de metales pesados desde el envase de vidrio o plástico hacia el alimento.

El deterioro biológico (enzimático) se refiere a la alteración o degradación de los alimentos debido a la acción de enzimas naturales presentes en los alimentos o producidas por microorganismos. Estas enzimas pueden descomponer los componentes de los alimentos, lo que puede llevar a cambios en la textura, el sabor, el olor, la apariencia y la pérdida de nutrientes como es el caso de la oxidación de la vitamina C.

Las plantas y los animales tienen sus propias enzimas, cuya actividad, en gran parte, sobrevive a la recolección y al sacrificio, intensificándose con frecuencia a partir de ese momento, debido a que las reacciones enzimáticas son controladas y equilibradas con mucha precisión en la planta o en el animal que vive y funciona normalmente. Este equilibrio se rompe cuando el animal es sacrificado o la planta retirada del campo.  Si estas enzimas no son inactivadas, siguen catalizando reacciones químicas en los alimentos algunas de estas reacciones si se controlan, pueden ser deseables, por ejemplo la maduración de algunas frutas después de la cosecha y el ablandamiento natural de la carne.

Es de destacar que los tejidos vegetales siguen con muchas de sus funciones biológicas luego de la cosecha (respiración, transpiración y producción de etileno), lo que ocasiona problemas en la conservación, a diferencia de los animales, que una vez faenados, en los que la actividad enzimática post morten, trae una serie de ventajas en la calidad de la carne , como la maduración y el tiernizado.

Factores que influyen en el deterioro biológico (enzimático):

• Temperatura: La temperatura óptima para la actividad enzimática varía según el tipo de enzima. Por lo que disminuyendo la temperatura, la velocidad de deterioro enzimático será mas lenta; y mucho ,más lenta aún en temperaturas pode debajo de los -12°C, aunque dicha actividad no se detiene.  Por encima de determinados valores de temperatura, se inactivan las enzimas. Esto puede ser positivo, cuando el alimento lo permite, como en el caso de la pasteurización.

• pH: El pH óptimo para la actividad enzimática varía según el tipo de enzima.

• Humedad: La humedad es esencial para la actividad enzimática.

• Oxígeno (Pox-Red): Algunas enzimas requieren oxígeno para catalizar reacciones. 

• Presencia de aditivos inhibitorios de la actividad enzimática: aditivos antioxidantes como el ácido ascórbico en vegetales y cárnicos, para retrasar el pardeamiento enzimático  o el uso de sulfitos pen pulpas vegetales o bien en langostinos pare evitar su ennegrecimiento.

Ejemplos de cambios y deterioro de origen biológico en alimentos:

Enranciamiento de los lípidos

Las grasas y los aceites son susceptibles a diferentes reacciones de deterioro que reducen el valor nutritivo del alimento y además forman compuestos volátiles que producen olores y sabores desagradables. Esto se debe, por una parte, a que el enlace éster de los acilglicéridos puede sufrir una hidrólisis química o enzimática y, por otra, a que los ácidos grasos insaturados son sensibles a reacciones de oxidación. El deterioro de los lípidos se ha dividido en dos grupos de reacciones: 

• Enranciamiento hidrolítico: se debe básicamente a la acción de las lipasas que liberan ácidos grasos de los triacilglicéridos.

• Enranciamiento oxidativo: se refiere a la acción del oxígeno y de las lipoxigenasas sobre las insaturaciones de los ácidos grasos. 

Maduración de la fruta: La maduración de la fruta es un proceso enzimático que implica la descomposición de los carbohidratos (respiración, transpiración y producción de etileno). Se libera calor, Co2, agua y etileno, que es una hormona responsable de estimular la maduración de frutos, por lo que si no se controla, va a generar problemas de conservación. Por otro lado la celulosa y las pectinas que le dan estructura a las células vegetales, se hidrolizan a compuestos más simples, como ácidos, lo que genera el ablandamiento de las frutas y hortalizas durante la maduración. En todos los casos los procesos conducen a la pérdida de peso y la senescencia de los vegetales, con su consecuente pérdida económica.

Maduración de la carne: No es un proceso negativo. Proceso controlado de temperatura y humedad. Se consigue que el músculo se transforme en carne y se resuelva el rigor mortis, a la vez que la terneza se incrementa en los días posteriores por la acción de enzimas específicas (autólisis). El pH disminuye por la producción de ácido láctico.

Descomposición de la carne: La descomposición de la carne inicia con la maduración y termina en la putrefacción.  Es un proceso enzimático y por microorganismos que finalmente implica la descomposición de las proteínas en aminoácidos, y estos a compuestos nitrogenados como amoníaco y aminas (aminas biogénicas como a putrescina o cadaverina, entre otras). El pH sube por la formación de estos compuestos alcalinos.

Tipos de deterioro físico:

• Debidos la humedad relativa ambiente de conservación:

  • • La desecación es la pérdida de humedad en los alimentos, lo que puede llevar a la formación de grietas y la pérdida de textura. 

    • Por el contrario si el alimento es seco, la humectación pude provocar problemas de conservación (cambios en la textura y sabor), , como es el caso de las galletitas o los granos de café.

Es determinante comprender la aW de cada alimento y su humedad relativa ambiente de equilibrio, para predecir cada caso.

• Debidos a la cristalización del agua y otros sólidos:

  • Congelación lenta o fluctuaciones de la temperatura de almacenamiento de productos congelados : La congelación puede causar la formación de cristales de hielo en los alimentos, lo que puede llevar a la destrucción de la estructura celular y la pérdida de textura, en sistemas con una estructura celular característica, principalmente frutas y hortalizas, aunque también en productos cárnicos.

  • Cristalización de hidratos de carbono: como el caso de las de mermeladas, dulce de leche, etc.

• Debidos al calentamiento: El tratamiento térmico de alimentos debe optimizarse. Puede causar la descomposición de los componentes químicos de los alimentos, lo que puede llevar a la formación de compuestos tóxicos y la pérdida de nutrientes.

• Golpes y compresiones: pueden causar la deformación y la destrucción de la estructura celular de los alimentos, lo que puede llevar a la pérdida de textura y la formación de grietas. La vibración puede causar la destrucción de la estructura celular de los alimentos y la pérdida de textura. Se les debe asegurar a los alimentos un adecuada protección física para evitar este tipo de deterioro facilita de alteraciones de origen químico, enzimático y microbiológico.

• Debidos al efecto de la gravedad: 

• Separación de componentes: La gravedad puede causar la separación de componentes en un alimento, como la separación de la crema en la leche o la separación de los sólidos en un jugo.

• Asentamiento de partículas: La gravedad puede causar el asentamiento de partículas en un alimento, como el asentamiento de las partículas de harina en una mezcla.

• Deformación de la textura: La gravedad puede causar la deformación de la textura de un alimento, como la deformación de una masa de pan.

• Deterioro por temperatura:

  • • Descomposición térmica: descomposición de componentes de la bebida debido a la temperatura alta, como en el caso de la descomposición de la vitamina C en jugos.

    • Coagulación proteica: coagulación de proteínas en la bebida debido a la temperatura alta, como en el caso de la coagulación de las proteínas en la leche.

    • Crecimiento microbiano: crecimiento de microorganismos en la bebida debido a la temperatura adecuada, como en el caso del crecimiento de bacterias en la leche a temperatura ambiente.

    • Los cambios temperatura pueden provocar cambios en la presión interna de los envases.

• Deterioro por cambios de presión, entre el alimento y el exterior:

  • • Dilatación del contenido y deformación del envase.

    • Desgasificación: pérdida de gases disueltos en la bebida debido a cambios de presión, como en el caso de la desgasificación de bebidas carbonatadas.

    • Oxidación: oxidación de componentes de la bebida debido a la entrada de oxígeno en la bebida debido a cambios de presión.

    • Cambios en la textura: cambios en la textura de la bebida debido a cambios de presión, como en el caso de la formación de cristales.

Factores que influyen en el deterioro físico:

Evaluamos el origen de este tipo de deterioro, finalmente, el deterioro físico prosigue con otras vías de deterioro, como puede ser el químico o biológico.

Manejo adecuado en su producción primaria y transporte: Alimentos golpeados o dañados ya ingresarán con procesos de deterioro iniciados, aunque muchas veces no sean perceptibles.

Temperatura: puede afectar la velocidad de los procesos físicos que ocurren en los alimentos.

Humedad relativa del ambiente de conservación.

Tiempo: de exposición a estos factores va a determinar finalmente el tiempo de conservación (vida útil) 

Tipo de envase, cuando se trata de alimentos envasados, debido a que los materiales de envasado tienen diferente tipo de permeabilidad a los gases y la humedad.

• Ejemplos de deterioro físico en alimentos:

  • • Golpes y aplastaduras de vegetales en su cosecha, almacenamiento y transporte.

    • Desecación de la fruta almacenada en ambientes con Humedad relativa baja: La desecación de la fruta por almacenamiento puede llevar a la formación de grietas y la pérdida de peso y textura.

    • Congelación lenta de alimentos: La congelación lenta lleva a la formación de cristales de hielo grandes y la consecuente destrucción de la estructura celular.

    • Enfriamiento lento post tratamiento térmico de productos altos en azúcares (como mermeladas o dulces) favorece la cristalización de azúcares como las sacarosa, o la glucosa.

    • Secado a alta temperaturas de los granos: El secado incorrecto de los granos, puede llevar a la descomposición de los componentes químicos y la pérdida de nutrientes.

    • Sedimentaciones en bebidas, producto inadecuado filtrado o por separaciones no buscadas.

Medidas para controlar estos factores

• Aplicar Buenas Prácticas de Manipulación (BPM) durante la producción, almacenamiento y distribución de los alimentos.

• Mantener un ambiente controlado durante el almacenamiento y la distribución de los alimentos.

• Utilizar equipos y utensilios adecuados para la manipulación y el almacenamiento de los alimentos.

• Capacitar al personal en las Buenas Prácticas de Manipulación (BPM) y en la importancia de la seguridad alimentaria.

• Realizar controles regulares para asegurarse de que los alimentos se manipulan y almacenan de manera segura.

El deterioro de los alimentos es un proceso natural que afecta su calidad, seguridad y valor nutricional. Cada tipo de alimento tiene características únicas que lo hacen susceptible a diferentes tipos de deterioro. 

Los productos vegetales, como las frutas y verduras, son propensos a la descomposición y la deshidratación, lo que puede afectar su textura y sabor. 

Los productos cárnicos, como la carne y el pescado, son susceptibles a la contaminación microbiana y la oxidación.

Los productos lácteos, como la leche y el queso, son propensos a la contaminación microbiana y la oxidación.

Los productos farináceos, como el pan y las pastas, son susceptibles a la deshidratación, la retrogradación del almidón y la contaminación microbiana, lo que puede afectar su textura y sabor.

La cerveza también puede deteriorarse debido a la oxidación y la contaminación microbiana, lo que puede afectar su sabor y calidad.