Aplicación de los métodos numéricos en la proliferación microbiana en los alimentos

“AÑO DEL FORTALECIMIENTO DE LA SOBERANÍA NACIONAL”

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTÍN DE AREQUIPA

FACULTAD DE INGENIERÍA DE PROCESOS

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA DE INDUSTRIAS ALIMENTARIAS

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CURSO:

MÉTODOS NUMÉRICOS

TRABAJO DE INVESTIGACIÓN FORMATIVA

“APLICACIÓN DE LOS MÉTODOS NUMÉRICOS EN LA PROLIFERACIÓN MICROBIANA EN LOS ALIMENTOS”

DOCENTE:

BIDDER CALAPUJA SAMBRANO

INTEGRANTES:

CACYA MONTUFAR CRISTHIAN ANTONY                     20204561

CCORPUNA HUANCCO GILMAR ROY                             20204557

COLLANA TICLAVILCA RICHARD                                  20193153

CONDORI SUPO JOSÉ MIGUEL                                          20163196

CRUZ CABANA MARCOS GERARDO SANTOS               20204572 

AREQUIPA - PERÚ

2022

APLICACIÓN DE LOS MÉTODOS NUMÉRICOS EN LA PROLIFERACIÓN MICROBIANA DE LOS ALIMENTOS

RESUMEN

Los requerimientos actuales de calidad y seguridad microbiana en los alimentos sólo pueden ser satisfechos a través de una descripción detallada del comportamiento de los microorganismos patógenos durante el ciclo de vida del producto. La microbiología es clave en este aspecto, ya que describe por medio de modelos matemáticos la evolución de la población microbiana bajo diferentes condiciones ambientales. En esta contribución se presentan los modelos matemáticos más utilizados actualmente para la descripción de crecimiento microbiano. Sin duda alguna las técnicas y métodos tradicionales que permiten la cuantificación de los microorganismos en las diferentes áreas de la industria ciertamente son confiables, ya que están probadas, probadas, validadas y certificadas, lo que permite prevenir y regular posibles irregularidades; gracias a la aplicación de la microbiología para el control de calidad en los procesos de las diferentes industrias tales como, de alimentos, farmacéutica, cosmética, ambiental entre otras. El cumplimiento de las exigencias actuales sobre calidad alimentaria y seguridad microbiológica requieren de la descripción detallada del comportamiento de la población microbiana durante el ciclo de vida del producto. Esto incluye la modelización del crecimiento de los microorganismos patógenos durante la conservación del alimento.

OBJETIVO GENERAL

• Utilizar algoritmos numéricos para obtener soluciones aproximadas en aplicaciones en el área de la ingeniería alimentaria, así mismo, identificar el método adecuado para cada problemática.

OBJETIVO SECUNDARIOS

• Comparar los diferentes métodos para saber cuál es el más eficaz en la resolución según los problemas a tratar.
• Conocer con precisión diferentes métodos para la simulación de posibles problemas en el campo laboral, y que nos ayuden a resolverlos.
• Indagación de posibles problemas y aplicaciones en el tema de proliferación bacteriana, así mismo, relacionar diferentes ámbitos que abarca una empresa alimentaria.

INTRODUCCIÓN

Los métodos numéricos son aplicaciones de algoritmos con los que es posible formular y resolver problemas matemáticos utilizando operaciones numéricas menos complejas. También se conocen como métodos indirectos. El análisis numérico idealiza y capta los métodos para "autorizar" eficazmente las soluciones de los problemas expresados matemáticamente. El objetivo principal del análisis numérico es encontrar soluciones "aproximadas" a problemas complejos.

Un algoritmo es un conjunto finito de funciones organizadas y manejables que permite resolver un problema concreto. Es un conjunto de instrucciones o reglas establecidas que, a través de una serie de pasos, permiten aproximarse al resultado real.

Nuestro principal objetivo es relacionar la teoría con la práctica orientada en nuestro campo profesional, es así, que tomamos unos de los males que encontramos en los alimentos refrigerados, la listeria monocytogenes. Esta se describió por primera vez en 1926 como un microbio patógeno responsable de un brote en conejos y cerdos, pero no fue hasta la década de 1980 que se reconoció que esta bacteria también puede causar enfermedades en los seres humanos a través de la ingestión de alimentos contaminados. Se trata de una bacteria saprofita omnipresente y muy extendida en el medio ambiente que, debido a su gran capacidad para sobrevivir a temperaturas o pH extremos, es capaz de contaminar una gran variedad de alimentos y bebidas.

La infección por L. monocytogenes suele provocar síntomas leves y autolimitados en la población general sana, aunque ha sido responsable de grandes brotes de intoxicación alimentaria con importantes implicaciones para la salud pública. Sin embargo, puede provocar cuadros clínicos graves en poblaciones especiales como: recién nacidos, mujeres embarazadas y personas con cierto grado de inmunosupresión. L. monocytogenes es el patógeno responsable de la mayor morbilidad y mortalidad asociada a la intoxicación alimentaria en los países desarrollados, con una incidencia estimada de 3 a 6 casos al año por millón de habitantes.

MARCO TEÓRICO

LISTERIA MONOCYTOGENES EN ALIMENTOS REFRIGERADOS

Las bacterias del género Listeria son pequeños bacilos Gram-positivos de extremos redondeados de 0,4-0,5 μm de diámetro y 0,5-2 μm de longitud. No forman cápsulas, ni esporos y son anaerobios facultativos. Gracias a unos pocos flagelos peritricos son móviles a 20-25°C, aunque no a 37°C. En términos generales pueden crecer en un amplio intervalo de temperaturas, entre 1 y 43°C, si bien su temperatura óptima de crecimiento está comprendida entre 30 y 37°C. Son psicrotrofos y toleran condiciones de acidez y de alcalinidad, siendo capaces de crecer entre pH 5,5 y pH 9,6 aunque crece óptimamente a pHs neutro o ligeramente alcalino (Sun y col., 1990; Swanson y Baer, 1995).

Listeria monocytogenes es un organismo ubicuo encontrándose en todo el medio ambiente. Se ha aislado en el suelo, agua, vegetales, forrajes, áreas húmedas de fábricas de procesamiento de alimentos y contenido fecal de una amplia gama de animales, siendo un contaminante común de alimentos frescos y procesados, de origen animal y vegetal.

El crecimiento y sobrevivencia de L. monocytogenes se ven influenciados por una variedad de factores, tales como temperatura, pH, actividad del agua, sal y la presencia de conservantes en los alimentos.

En su proliferación tomar en cuenta:

• Temperatura: L. monocytogenes tiene la capacidad de adaptarse y sobrevivir a entornos extremos, creciendo en un intervalo de temperatura de -1,5 y 45°C, con una temperatura óptima de 30-37°C. Las temperaturas por encima de los 50°C son letales para este patógeno y la congelación también puede conducir a una reducción en el número de L. monocytogenes. El patógeno tiene el potencial de crecer, aunque lentamente, en alimentos durante su almacenamiento refrigerado debido a su capacidad de crecer a temperaturas tan bajas como 0°C.
• pH: L. monocytogenes crece en un amplio rango de pH de 4,0-9,6, con un crecimiento óptimo entre 6,0 y 8,0. No ha sido documentado su crecimiento en pH menor a 4,0, pero parece presentar características que la hacen ser relativamente tolerante a condiciones ácidas. Además, L. monocytogenes se vuelve más sensible a condiciones ácidas a temperaturas más altas
• Actividad de agua: La actividad mínima de agua requerida para el crecimiento de L. monocytogenes es de 0,90, creciendo óptimamente en una actividad de agua de 0,97. Sin embargo, se ha demostrado que L. Monocytogenes pueden sobrevivir durante largos periodos de tiempo a una actividad de agua de 0,81.
• Salinidad: Se ha descrito que L. monocytogenes es tolerante a la salinidad creciendo en cloruro de sodio al 13-14%. La supervivencia en presencia de sal está influenciada por la temperatura de almacenamiento siendo esta mayor cuando la temperatura es más baja. Sin embargo, al ser tolerantes a tolerantes a altas concentraciones de sal, pueden sobrevivir en alimentos procesados listos para el consumo, conservados y refrigerados tales como carne y pescado procesados, embutidos, productos lácteos, tales como queso blando, mantequilla y leche, especialmente si no son pasteurizados; así como en sándwiches y ensaladas preparadas.
• Oxígeno: L. monocytogenes tiene la facultad de crecer bajo condiciones aerobias y anaerobias, teniendo un mejor crecimiento en un ambiente anaeróbico.
• Conservantes: El efecto sobre el crecimiento de L. monocytogenes dependen de los efectos combinados de temperatura, pH, contenido de sal y actividad del agua.

CLASIFICACIÓN DE LOS MODELOS PREDICTIVOS

Los modelos predictivos microbiológicos pueden dividirse en modelos cinéticos y modelos de probabilidad. Los primeros calculan la vida microbiológica de los productos alimentarios, es decir, el período de tiempo durante el cual el número de microorganismos en el alimento es menor que un determinado valor. Los últimos determinan si el microorganismo puede crecer, e identifica las condiciones de almacenamiento con baja o nula probabilidad de crecimiento (Tienungoon y col., 2000).

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