La microbiología de la leche es un campo muy amplio, imposible de abarcar en uno o dos párrafos. Existe incluso un libro de 1000 páginas dedicado únicamente a las bacterias del ácido láctico. Aquí presentaré una breve introducción para dar una idea del tema.
Los microorganismos son la única razón por la que no podemos consumir leche cruda. Asimismo, tenemos que mantener la leche fría debido a los microorganismos. La leche cruda es un entorno favorable para el desarrollo de microorganismos en términos de nutrientes y propiedades ambientales como el pH, la actividad del agua y la disponibilidad de oxígeno.
Teóricamente, la leche de un animal sano se considera estéril; no contiene ningún microorganismo. Sin embargo, esto no es posible en la práctica. Incluso si el animal está sano, mientras la leche todavía está en la ubre, los microorganismos entran a través del pezón y contaminan la leche.
De esta manera, hay aproximadamente 300-4000 microorganismos en un mililitro de leche en el primer momento. Sin embargo, si hay una infección en la ubre del animal, muchos microorganismos pueden pasar a la leche a partir de la infección. Después del ordeño, la leche se ve inundada de microorganismos de su entorno. Todo entorno con el que la leche entra en contacto o en el que se encuentra, como el equipo de ordeño, el entorno del establo, los trabajadores de ordeño, el aire, el equipo de almacenamiento y procesamiento, hace que los microorganismos contaminen la leche.
La desventaja es que la leche también es un medio muy nutritivo para los microorganismos, y si la leche está a la temperatura óptima donde los microorganismos pueden crecer, estos se multiplican muy rápidamente. Su número se duplica cada 20 minutos en promedio, por lo que la leche se vuelve inutilizable después de aproximadamente 5-6 horas.
Desde este punto de vista, se entiende cuán importante es el número de microorganismos que contaminan la leche y las condiciones de almacenamiento de la leche. La leche producida por un sistema de ordeño limpio y un productor consciente del uso de desinfectantes contiene un promedio de 1.000-10.000 microorganismos/mL, lo cual es normal. Si el entorno y el sistema de ordeño no están limpios y el productor no es consciente, este valor puede ascender a 1.000.000/mL dependiendo del grado de contaminación.
El control de la temperatura durante la fase de almacenamiento de la leche es tan importante como el número de microorganismos transmitidos al principio. Existe una diferencia considerable entre mantener la leche a 4°C y dejarla a 25°C. Mientras que el número de microorganismos aumenta ligeramente en la leche almacenada a 4°C durante un día, el número de microorganismos aumenta aproximadamente 1.200 veces en la leche mantenida durante un día a 25°C.
Esto significa que la limpieza y desinfección al principio no tiene sentido si la leche no se almacena a la temperatura adecuada. Por lo tanto, la leche debe almacenarse a la temperatura adecuada, incluso si se siguen las condiciones de limpieza en el ordeño y el almacenamiento.
Por otra parte, la leche cruda no se puede almacenar durante mucho tiempo, ni siquiera a 4°C, ya que a esta temperatura pueden desarrollarse, aunque de forma relativamente lenta, bacterias psicrotróficas (bacterias que pueden crecer en frío) que inutilizan la leche. La leche cruda se puede almacenar a 4°C durante un máximo de 2 días, por lo que se debe procesar lo antes posible.
El entorno de la granja, el animal ordeñado, el personal, el aire y otros medios circundantes pueden introducir una gran diversidad de microorganismos en la leche. Sin embargo, al cabo de cierto tiempo, algunas especies se vuelven dominantes.
En la leche hay microorganismos que pueden estropear la leche o dañar la salud humana, así como microorganismos que son beneficiosos para la salud humana, como los probióticos.
Además de bacterias, en la leche cruda también se pueden encontrar levaduras, mohos, virus y rickettsias de otras clases de microorganismos. Al igual que con las bacterias, las vías de transmisión son los animales, los trabajadores de la ordeña, el entorno del establo y el equipo de procesamiento.
Bacterias
Las bacterias que se encuentran en la leche se pueden agrupar de la siguiente manera:
1. Bacterias del Ácido Láctico
Es el grupo bacteriano más importante de la leche. En ella abundan bacterias de los géneros Lactobacillus, Lactococcus, Streptococcus, Enterococcus, Leuconostoc y Pediococcus. Estas descomponen la lactosa y producen ácido láctico. Al acumularse, este aumenta la acidez de la leche y, cuando alcanza una cantidad suficiente, provoca la coagulación de la caseína.
Esta situación es indeseable cuando se procesa la leche para beber. Sin embargo, en el yogur, ocurre lo contrario. En la producción de yogur, se agregan bacterias del ácido láctico como cultivo iniciador y la acidez aumenta para coagular la caseína. (Para obtener información más detallada sobre los cultivos iniciadores, consulte Cultivos Iniciadores; Definición, Clasificación y Características)
Los miembros más comunes de las bacterias del ácido láctico en la leche son Lactococcus lactis ssp. lactis, Lactococcus lactis ssp. cremoris, Lactobacillus bulgaricus, Streptococcus thermophilus, Lactobacillus fermentum, Lactobacillus paracasei, Lactobacillus plantarum, Leuconostoc mesenteroides, Enterococcus faecalis, Enterococcus faecium y Enterococcus durans. (Para obtener información más detallada sobre las bacterias del ácido láctico, consulte Bacterias del ácido láctico (BAL); Definición, Clasificación y Características)
2. Bacterias Proteolíticas
De hecho, este grupo es bastante grande. Además, mientras que una cepa de una especie muestra actividad proteolítica, otra cepa de la misma especie puede no mostrar la misma actividad.
Estudié la actividad proteolítica en mi tesis doctoral. He visto que algunas cepas de Enterococcus faecalis tienen actividad proteolítica mientras que otras cepas de Enterococcus faecalis no tienen actividad proteolítica.
En general, en la leche cruda se encuentran muchas especies bacterianas con actividad proteolítica pertenecientes a los géneros Pseudomonas, Bacillus, Proteus, Clostridium y Enterococcus. Sin embargo, además del género Enterococcus, algunas otras cepas de bacterias del ácido láctico también pueden tener actividad proteolítica. Bacterias como Pseudomonas fluorescens, Bacillus cereus y Clostridium sporogenes son las bacterias más comunes con actividad proteolítica en la leche.
Como resultado de la actividad proteolítica exhibida por estas bacterias, se forman péptidos con sabores y aromas amargos e indeseables a partir de las proteínas que se descomponen. Por el contrario, la actividad proteolítica y los péptidos amargos formados debido a esta actividad son deseables en algunos tipos de queso.
3. Bacterias Lipolíticas
Existe un enfoque en microbiología de alimentos; “Es probable que una bacteria con actividad proteolítica también tenga actividad lipolítica.” Aunque este enfoque es válido principalmente, además de las cepas mencionadas anteriormente con actividad proteolítica, algunas bacterias pertenecientes a los géneros Alcaligenes, Serratia, Staphylococcus y Micrococcus y algunas cepas de bacterias del ácido láctico, que son abundantes en la leche, también pueden exhibir actividad lipolítica.
Es útil mencionar el siguiente punto aquí: la enzima lipasa que se encuentra naturalmente en la leche es la principal responsable del sabor rancio (amargo) debido a la actividad lipolítica. El efecto de la actividad lipolítica de los microorganismos es menor.
4. Bacterias del Ácido Propiónico
Las bacterias del género Propionibacterium forman este grupo. Las principales especies que se encuentran en la leche son Propionibacterium freudenreichii, Propionibacterium theonii y Propionibacterium jensenii.
5. Bacterias Termófilas
La temperatura óptima para el desarrollo de las especies bacterianas de este grupo es de 45°C, y pueden crecer alrededor de los 55°C. Muchas especies de este grupo pertenecen al género Corynebacterium, Micrococcus, Streptococcus, Bacillus y Enterococcus.
Algunas de las bacterias termófilas sobreviven a la pasteurización, por lo que se pueden encontrar en la leche pasteurizada. Streptococcus thermophilus y Corynebacterium lactium son bacterias termófilas que se pueden encontrar en la leche pasteurizada.
6. Bacterias Termodúricas
Las bacterias que pueden sobrevivir a la temperatura de pasteurización pertenecen a este grupo. Por lo tanto, estas bacterias también se encuentran en la leche pasteurizada. La mayoría de las especies pertenecientes a los géneros Clostridium, Bacillus, Micrococcus, Streptococcus, Lactobacillus y Microbacterium son termodúricas.
7. Bacterias Psicrotróficas
Las bacterias incluidas en este grupo pueden crecer a 7°C y menos. Además, presentan actividad lipolítica y proteolítica a estas temperaturas, lo que provoca la formación de un sabor y un olor indeseables. Por lo tanto, pueden causar problemas en el almacenamiento en frío de la leche cruda y la mantequilla.
Algunas especies de Pseudomonas, Achromobacter, Flavobacterium, Alcaligenes, Micrococcus, Lactobacillus, Enterobacter, Serratia y Arthrobacter son psicrotróficas. Los ejemplos más conocidos y frecuentes son Pseudomonas fluorescens y Pseudomonas fragi.
8. Bacterias formadoras de color
Las colonias de algunas bacterias presentan distintos colores. Aunque estas bacterias pueden estar presentes en la leche cruda, sus colonias coloreadas son más visibles en productos como el queso y el yogur cuando la pasteurización ha sido insuficiente o se ha producido una contaminación. En resumen:
• Pseudomonas syncyanea causa el color gris azulado,
• Especies pertenecientes al género Pseudomonas synxantha y Flavobacterium causan el color amarillo,
• Serratia marcescens, Brevibacterium erythrogenes y Micrococcus roseus causan el color rojo,
• Pseudomonas putrefaciens y Pseudomonas fluorescens causan la formación de un color marrón en la leche.
No deben confundirse los mohos con las bacterias. Las colonias de mohos también pueden presentar colores distintos. Para diferenciarlas, conviene observar que los mohos forman un micelio filamentoso de aspecto velloso, mientras que las colonias bacterianas carecen de ese aspecto.
9. Bacterias formadoras de gases
Las bacterias de este grupo pueden producir dióxido de carbono (CO2) e hidrógeno (H2) como resultado de su actividad metabólica. Muchas especies de los géneros Leuconostoc, Escherichia, Enterobacter, Proteus, Bacillus y Clostridium pueden formar gases.
Los gases que generan estas bacterias pueden provocar hinchazones, especialmente en los envases de queso. Con una pasteurización eficaz y el cumplimiento de las normas de higiene, se puede eliminar el problema.
En este contexto, conviene recordar que no se deben adquirir ni consumir productos cuyo envase esté hinchado.
Los microorganismos formadores de gases son los principales causantes de las burbujas que se observan en la masa del queso. La forma, tamaño y densidad de estas burbujas son un indicador muy importante para los expertos en este campo.
10. Bacterias del Grupo Coliforme
Este grupo de bacterias incluye especies que se encuentran de forma natural en la leche cruda, pero que son indeseables en los productos lácteos. Si un producto lácteo no contiene bacterias coliformes, se acepta que el producto se ha elaborado en condiciones limpias y se ha aplicado un proceso de pasteurización eficaz. En este sentido, la presencia de bacterias del grupo coliforme es un importante indicador de calidad de los productos lácteos.
En otras palabras, si se encuentran bacterias coliformes en un producto lácteo, el producto no se elaboró en condiciones limpias, estuvo expuesto a una contaminación grave después de la producción o no se pasteurizó de manera efectiva.
Los miembros más conocidos y familiares de este grupo son Escherichia coli, Enterobacter aerogenes, Klebsiella pneumoniae y Citrobacter freundii. La reproducción de bacterias coliformes causa gases, mal olor y sabor desagradable en la leche.
11. Bacterias Probióticas
Las bacterias probióticas son muy beneficiosas para la salud humana y este grupo puede denominarse las “joyas del mundo de los microorganismos.” Son naturalmente raras, como las joyas. Sin embargo, dado que la leche no se puede consumir cruda y debe pasteurizarse, hervirse o tratarse térmicamente a temperatura ultraalta, es poco probable que se encuentren en la leche para beber.
Sin embargo, las bacterias probióticas se pueden encontrar en el yogur, el queso o la mantequilla producidos en las aldeas. De hecho, las bacterias probióticas que se comercializan hoy en día se obtienen principalmente de productos lácteos producidos en zonas naturales y no perturbadas.
Es imposible decir “esta especie es definitivamente probiótica” para una especie bacteriana. Las bacterias deben evaluarse en función de la cepa y todas las propiedades probióticas deben examinarse individualmente.
Sin embargo, las cepas con propiedades probióticas pertenecen principalmente a los géneros Lactobacillus, Bifidobacterium, Streptococcus, Enterococcus, Leuconostoc, Pediococcus, Bacillus, Bacteroides y Propionibacterium.
Lactobacillus fermentum, Lactobacillus plantarum, Lactobacillus johnsonii, Lactobacillus rhamnosus, Lactobacillus helveticus, Lactobacillus brevis, Bifidobacterium bifidum, Bifidobacterium breve, Bifidobacterium infantis y Bifidobacterium longum son las especies probióticas más conocidas. Sin embargo, como mencioné anteriormente, por ejemplo, una cepa de Lactobacillus rhamnosus no significa necesariamente que sea probiótica; se deben examinar las características probióticas de esa cepa.
12. Bacterias Patógenas
Las bacterias patógenas son un grupo de bacterias que dañan la salud humana y causan enfermedades. Es un tema muy amplio y quiero mencionar solo géneros y especies ya que queda fuera del propósito de explicar este tema.
Salmonella enteritidis, Salmonella newport, Salmonella typhimurium, Salmonella typhi, Salmonella paratyphi, Brucella suis, Brucella abortus, Brucella melitensis, Shigella dysenteriae, Vibrio cholerae, Escherichia coli, Campylobacter jejuni, Enterococcus faecalis, Streptococcus viridians, Streptococcus pyogenes, Streptococcus agalactiae, Yersinia enterocolitica, Listeria monocytogenes, Corynebacterium diphtheriae, Mycobacterium tuberculosis, Clostridium perfringens, Clostridium botulinum, Bacillus cereus y Staphylococcus aureus son las principales bacterias patógenas que se pueden encontrar en la leche cruda.
El objetivo es destruir todos estos patógenos de la leche mediante pasteurización, UHT o ebullición como hacemos en casa.
En general, estos microorganismos deben alcanzar una determinada cantidad para causar enfermedades humanas. Por ejemplo, supongamos que no hay una pasteurización efectiva de la leche cruda o que la leche se contamina después de la pasteurización;
En este caso, Staphylococcus aureus debe alcanzar el nivel de 106-107 unidades/mL, Shigella dysenteriae debe alcanzar el nivel de 101-102 unidades/mL, Salmonella typhi debe alcanzar el nivel de 105 unidades/mL, Salmonella paratyphi debe alcanzar el nivel de 103-104 unidades/mL y Escherichia coli debe alcanzar el nivel de 108 unidades/mL para poder causar la enfermedad. (106; 1 Millón. La expresión 106 -107 unidades/mL significa que hay entre 1 millón y 10 millones de bacterias en 1 mililitro de leche)
Mohos
Los mohos son otra clase de microorganismos que se encuentran en la leche cruda. Las vías de transmisión son las mismas que para otros tipos de microorganismos. Además, la presencia de esporas de moho suspendidas en el aire hace que el moho se transmita desde el aire muy rápidamente.
Las especies de moho pertenecientes a Penicillium, Oospora, Aspergillus, Geotrichium, Mucor, Rhizopus y Cladosporium se pueden encontrar ampliamente en la leche cruda. El tratamiento térmico aplicado los destruye. Sin embargo, algunos mohos producen toxinas que no se ven afectadas por el tratamiento térmico. En otras palabras, incluso si la célula del moho se destruye mediante el tratamiento térmico, la toxina que produce sigue siendo efectiva.
Algunos mohos son esenciales para elaborar quesos madurados con mohos. Entre las principales especies utilizadas se encuentran Penicillium roqueforti, Penicillium camemberti, Penicillium caseicolum y Oospora lactis. Otra característica importante de ciertos mohos es su capacidad para producir antibióticos, de interés para la medicina.
Sin embargo, como se mencionó anteriormente, no se puede decir, por ejemplo, que “una cepa de Penicillium roqueforti necesariamente produce antibióticos.” Al contrario, también puede estar produciendo toxinas. Por lo tanto, las cepas pertenecientes a la especie deben examinarse individualmente y revelar sus características.
Levaduras
Las levaduras son una clase de microorganismos que se encuentran inevitablemente en la leche cruda y, con una o dos excepciones, en su mayoría estropean la leche y la vuelven inutilizable. Las excepciones son los tipos utilizados como cultivos iniciadores para kumiss, kéfir y algunas variedades de queso como Camembert y Brie.
En general, las levaduras del género Torulopsis, Kluyveromyces y Saccharomyces se encuentran comúnmente en la leche cruda. Las levaduras se destruyen cuando se aplica el proceso de pasteurización, UHT o ebullición a la leche.
Como se sabe, muchas especies de levaduras pueden sintetizar vitaminas del grupo B (excepto la vitamina B12). Por lo tanto, los productos lácteos en los que se utiliza levadura como cultivo iniciador se vuelven más ricos en vitaminas del grupo B.
En turco, la palabra « maya » puede resultar confusa: designa a las levaduras como grupo de microorganismos, pero también se usa para distintos agentes que inician una fermentación o coagulación. El fermento del yogur está formado por bacterias, mientras que el cuajo del queso es una preparación enzimática. El fermento del kéfir también contiene levaduras. Conviene distinguir estos significados.
Algunas levaduras también realizan fermentación alcohólica, por lo que el etanol se acumula en el producto con el tiempo. Esto ocurre en el kéfir y el kumis.
Virus
En cuanto a los virus, no existe ningún problema de salud relacionado con los virus cuando se aplica un tratamiento térmico adecuado (pasteurización, UHT o hervido en casa). Los virus más críticos que se encuentran en la leche son Aphta epizootica, Hepatitis A (ictericia infecciosa) y bacteriófagos.
Los bacteriófagos no tienen ningún efecto adverso sobre la salud humana. Sin embargo, como su nombre indica, destruyen bacterias, incluidas las que se utilizan en el yogur, el ayran (bebida de yogur) y el queso como cultivos iniciadores y esta situación plantea un grave problema para la industria láctea.
Un tratamiento térmico de 30 segundos a 70-75°C puede destruir los bacteriófagos. Sin embargo, una empresa con un problema de bacteriófagos debe someterse a una desinfección severa. La rotación de cultivos iniciadores es el procedimiento más común.
Rickettsias
Coxiella burnetii de la clase Rickettsia es crítica en lo que respecta a la tecnología láctea. Debido a que el microorganismo patógeno más resistente al calor que se encuentra en la leche es Coxiella burnetii, todos los tratamientos térmicos se aplican en base a este microorganismo.
Al ser el microorganismo más resistente al calor, si se destruye este microorganismo, también se destruirán todos los demás patógenos. De esta manera, se elimina el riesgo de enfermedades transmitidas por la leche. (La leche y otros productos de animales sospechosos de padecer ántrax no deben consumirse ni someterse a tratamientos caseros para intentar hacerlos seguros.)
Referencias
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Halil İbrahim Akgül
Halil Ibrahim Akgul, Ph.D., is an Assistant Professor of Food Engineering at Bayburt University, where he works in the Division of Food Sciences within the Faculty of Engineering. He received his B.Sc. in Food Engineering from Akdeniz University in 2010, followed by an M.Sc. and a Ph.D. in Food Engineering from Atatürk University in 2015 and 2020, respectively. His formally recognised academic fields are Food Sciences and Engineering, Food Technologies, Dairy and Dairy Products Technology, and Food Microbiology.
Dr. Akgul has more than fifteen years of professional, research, and academic experience in food science. Between 2011 and 2013, he worked as the food engineer responsible for operations at the Pilot Dairy and Bread Factory of Atatürk University’s Directorate of Agricultural Enterprises. This industrial experience, combined with his subsequent academic research, gave him extensive practical and scientific knowledge of milk processing, dairy production, food quality, hygiene, and product development.
His research is primarily focused on milk and dairy products, dairy microbiology, starter cultures, lactic acid bacteria, exopolysaccharides, butter technology, and the physicochemical, microbiological, sensory, and nutritional properties of foods. His studies have examined the quality and fatty-acid composition of traditional butter, aroma formation in butter produced with different starter cultures, raw-milk quality, the characterisation and antioxidant activity of bacterial exopolysaccharides, traditional dairy products such as çökelek and karın kaymağı, colostrum powder, and the use of fruit-derived ingredients in ice cream production.
His academic record includes peer-reviewed research articles published in national and international journals, including Mljekarstvo, Acta Scientiarum Technology, the Journal of Food Safety and Food Quality, the International Journal of Food Engineering, the Atatürk University Journal of Agricultural Faculty, and ATA Food Journal. Four of the research articles currently listed in his university profile were published in SCI-Expanded-indexed journals. He has also contributed to twelve national and international conference papers and presentations covering dairy products, food microbiology, butter quality, fatty-acid composition, starter cultures, exopolysaccharide-producing bacteria, colostrum, traditional foods, and functional ice-cream formulations.
Dr. Akgul has participated as a researcher or adviser in eleven completed scientific and applied research projects. These projects have addressed the modernisation of pilot dairy-processing facilities; the production and quality characteristics of colostrum powder; the physicochemical and microbiological quality of butter and raw milk; the identification of exopolysaccharide-producing lactic acid bacteria; the development and production optimisation of starter cultures for mould-ripened cheese; the standardisation of traditional dairy products; and the use of sloe berry and persimmon fibre in ice-cream production.
His teaching experience spans undergraduate, associate-degree, and graduate education. The courses he has taught include Food Chemistry, Analytical Chemistry, General Chemistry, Organic Chemistry, Fermented Dairy Products Technology, Butter Production and Processing Technology, Healthy Living and Nutrition, Organic Agriculture and Food, Popular Science, Digital Literacy, and Information Technologies. Through these courses, he combines fundamental food chemistry and engineering principles with dairy technology, nutrition, scientific literacy, and the practical communication of scientific knowledge.
He is the founder and Editor-in-Chief of Gıda ve Sağlık, a multilingual digital publication devoted to food, nutrition, health, food chemistry, food microbiology, and culinary science. Through this platform, he draws upon his academic background, teaching experience, research activity, and practical knowledge of food production to present scientifically grounded information in a detailed and accessible form for an international readership.