Especialistas del CONICET desarrollan un cultivo bioprotector para combatir la contaminación de E. coli enterohemorrágica en la carne

Ensayos de laboratorio mostraron que la aplicación de una solución acuosa que contiene bacterias lácticas hace indetectable la presencia de Escherichia coli previamente inoculada en el alimento.

Salud, Ciencia y Técnología 30 de abril de 2023 TELEDIARIO.COM.AR TELEDIARIO.COM.AR

La bacteria Escherichia coli enterohemorrágica (EHEC) es una verdadera amenaza para la salud pública. Como explica Silvina Fadda, investigadora del CONICET en el Laboratorio de Tecnologías de Carnes del Centro de Referencia para Lactobacilos (CERELA, CONICET), puede causar trastornos intestinales graves, como diarrea con sangre y síndrome urémico hemolítico (SUH).

“EHEC habita naturalmente en el intestino de las vacas -en realidad, de los rumiantes en general-, y la eliminan con las heces. Entonces puede contaminar el ambiente donde vive, el agua e incluso el pelaje del animal, por lo que puede transmitirse durante la faena”, advierte Fadda. “En Argentina –agrega-, el SUH es la causa más común de insuficiencia renal aguda y la segunda causa de trasplante renal en niños menores de 5 años. Por esto, y por la falta de tratamientos específicos, esta amenaza hay que enfrentarla desde la prevención”.

En este sentido, los esfuerzos del equipo de investigación liderado por Fadda para combatir esta bacteria patógena impulsaron el desarrollo de una estrategia biológica, a partir del uso de bacterias lácticas, para la eliminar la presencia de EHEC en la carne y en las superficies sobre las que esta se procesa.

Controles para evitar la infección

La dosis infectiva de EHEC es muy baja: bastan 100 células para que se produzca la enfermedad, explica la experta, y señala que la infección humana por esta bacteria puede producirse por ingestión de alimentos contaminados como leche, productos vegetales y carnes. En la contaminación de este último alimento, el punto crítico a tener en cuenta es el faenado.

De acuerdo con la investigadora, la calidad microbiológica de la carne depende, aproximadamente en un 80%, de la contaminación inicial de las canales (una canal es el animal entero faenado). Pero hay otro 20% que es resultado de la contaminación cruzada con las superficies de contacto durante el curso del procesamiento industrial (incluyendo etapas de corte) y de la preparación de alimentos.

“Por eso juegan un rol clave las estrategias aplicadas por la industria alimentaria para controlar la contaminación con microorganismos patógenos, a fin de prolongar la vida útil y proporcionar alimentos seguros”, señala Fadda. “Es muy importante el control de todo el proceso que involucra las condiciones de cría bobina, la alimentación, el faenado y hasta la limpieza del lugar, ya que, por ejemplo, si el agua que se utiliza para lavar el establecimiento contamina el agua de riego, ésta puede contaminar los cultivos”, agrega, y explica que para ello se aplica un sistema llamado Análisis de Peligros y Puntos Críticos de Control (APPCC o HACCP en inglés). “Se trata de un sistema que aborda la seguridad alimentaria desde un punto de vista global, ya que identifica, analiza y controla los peligros físicos, químicos y biológicos de las materias primas en las distintas etapas del proceso de elaboración y en la distribución del producto. Es el sistema más aplicado y reconocido internacionalmente basado en la producción de alimentos seguros desde un enfoque preventivo. Y es en ese marco que el equipo del CERELA tiene mucho para aportar.”

 

Bacterias lácticas al rescate

La bioprotección aplicada a los alimentos es un proceso en el que se utilizan microorganismos beneficiosos o sus productos para prevenir el crecimiento de microorganismos no deseados. Las bacterias lácticas son un tipo de microorganismo que se encuentra naturalmente en los alimentos, así como en otros nichos, y se sabe que tienen propiedades antimicrobianas, lo que significa que pueden inhibir el crecimiento de otros microorganismos. En este sentido, la bioprotección de alimentos utilizando bacterias lácticas (BL) sería una alternativa de conservación sostenible y ecológica. De acuerdo a la investigadora, el uso de bacterias lácticas en la bioprotección también puede mejorar la calidad nutricional y prolongar la vida útil de los alimentos sin afectar su sabor y textura.

“Las BL inhiben el crecimiento de microorganismos contaminantes y patógenos perjudiciales, produciendo diversos compuestos antimicrobianos que son producidos por todas las cepas, como ácido láctico o peróxido de hidrógeno (agua oxigenada). Algunas cepas pueden además producir bacteriocinas, que son pequeñas proteínas antimicrobianas que inhiben el crecimiento de otras bacterias -explica Fadda-. Por eso podemos utilizar ciertas cepas de BL como cultivos bioprotectores para combatir la EHEC en la carne y en las superficies sobre las que se la procesa”. “De esta manera –añade- se pueden implementar sistemas biológicos eco amigables -sin el agregado de aditivos químicos-, y de relativo bajo costo, para controlar patógenos en la industria de alimentos, lo cual impactará positivamente tanto en la salud pública, como en la industria cárnica nacional”.

De la teoría a la práctica

La estrategia desarrollada por el equipo consiste en colocar una gran concentración de las células de BL en una suspensión acuosa (solución fisiológica, por ejemplo) y luego aplicar la preparación sobre el alimento o la superficie que se desea bioproteger.

El alimento a tratar es carne fresca; puede ser carne molida o cortes de carne sin moler (cortes o piezas completas). “Si la carne es molida, le incorporamos la solución antes preparada que contiene el cultivo bioprotector y mezclamos muy bien (junto a los otros ingredientes para el caso de preparación de hamburguesas). En cambio, si es un trozo de carne o una superficie de procesamiento, lo rociamos con un aspersor en las concentraciones adecuadas”, explica Fadda. “Las bacterias lácticas agregadas previenen y/o impiden la colonización de la EHEC. Esto ocurre por diferentes mecanismos. Uno muy importante son las ventajas competitivas de la BL sobre EHEC”, señala, y enumera: “Por un lado, la cantidad de células: generalmente Escherichia coli contamina la carne en muy baja concentración (aprox. 100 células), mientras que el cultivo bioprotector agregado contiene alrededor de un millón de células de BL por gramo de alimento. Esto hace que las BL no sólo ocupen más fácilmente el espacio, sino que consuman los nutrientes más rápidamente que las pocas células de EHEC. Además, el contacto de la BL con la EHEC debilitada y estresada provoca la ruptura de su membrana celular; de este modo, la célula de EHEC ‘se vacía’ y muere. También intervienen otros mecanismos moleculares que aún falta revelar y que son objeto de estudio de nuestro grupo”, afirma la investigadora

Los ensayos en el laboratorio demuestran que las células patógenas, previamente inoculadas en la carne para el ensayo, son indetectables después de 48 horas del tratamiento con el cultivo bioprotector.

En el laboratorio, los investigadores e investigadoras trabajan ahora con cepas de EHEC de diferente virulencia para desarrollar un cóctel; así poner a prueba la eficiencia y la proyección del cultivo bioprotector formulado sobre cepas diferentes de aquellas con las que vienen trabajando. Y, aunque actualmente se trabaja a escala laboratorio, también continúan los estudios para evaluar la capacidad de las cepas de BL seleccionadas para ser producidas a mayor escala para fines industriales. Si bien ya hay antecedentes publicados de que las carnes bioprotegidas no presentan cambios en su aspecto, se proyectan análisis sensoriales para corroborar que la aplicación del cultivo bioprotector no afecta la calidad organoléptica (color, textura, humedad y otras características analizadas con equipamiento específicos) ni la sensorial (características que se pueden percibir a través de los sentidos, como el sabor, olor, color y textura) de las carnes bioprotegidas. Los análisis sensoriales se llevan a cabo mediante un panel de jueces no entrenados (consumidores) y jueces entrenados que evalúan las carnes tratadas solo con el cultivo bioprotector, comparando con carnes no tratadas.

En el marco de este proyecto, el equipo de investigación dirigido por Fadda ha publicado varios trabajos en revistas especializadas, como Foods, Food Research International, Frontiers in Microbiology y Letters in Applied Microbiology.
Referencias bibliográficas:

Baillo, A.; Cisneros L.; Villena, J.;Vignolo, G.; Fadda, S. Bioprotective Lactic Acid Bacteria and -Lactic Acid as a Sustainable Strategy to Combat Escherichia coli O157:H7 in Meat, Foods 2023, 12(2), 231; https://doi.org/10.3390/foods12020231

Cisneros L., N. Cattelan, M.I. Villalba, C. Rodriguez, D.O. Serra, O. Yantorno and S. Fadda (2021) Lactic acid bacteria biofilms and their ability to mitigate Escherichia coli O157:H7 surface colonization Letters in Applied Microbiology https://doi.org/10.1111/lam.13509

Orihuel, Alejandra, Terán, Lucrecia, Renaut, Jenny, Planchon, Sébastien, Velacco, María Pía, Masías Emilse, Minahk, Carlos, Vignolo, Graciela; Moreno, Silvia; De Almeida M André, Saavedra, María Lucila, Fadda, Silvina*.(2019) Proteomic and physiological study of Escherichia  coli O157:H7 response to a bioprotective Lactic Acid Bacteria co-cultivation in  a meat environment. Food Research International, 125, https://doi.org/10.1016/j.foodres.2019.108622

Orihuel A., Terán, L., Renaut J., Vignolo, G., De Almeida, A.M, Saavedra, L., Fadda, S* (2018) Diferential proteomic analysis of Lactic Acid Bacteria – Escherichia coli O157:H7 interaction and its contribution to strategies of bioprotection in meat. Frontiers in Microbiology. 9:1083 |doi: 10.3389/fmicb.2018.01083.
 
Por Cintia Romero – Área de Comunicación CONICET NOA Sur.

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