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Las frutas y hortalizas no sólo contribuyen a prevenir trastornos ocasionados por la falta de nutrientes, sino que también reducen el peligro de padecer enfermedades cardiovasculares y distintos tipos de cáncer

El uso de la bioconservación en frutas y hortalizas mínimamente procesadas (IV Gama)

Márcia Oliveira, Inmaculada Viñas, Isabel Alegre (Departamento de Tecnología de Alimentos, Universitat de Lleida, XaRTA-Poscosecha, Centro Agrotecnio)

Rosario Torres y Maribel Abadias (IRTA, XaRTA-Poscosecha)

11/07/2013

La creciente demanda de alimentos de IV Gama, junto con el aumento de la preocupación del consumidor por obtener alimentos seguros, pero a la vez libres de conservantes químicos, ha conducido a la búsqueda de métodos más naturales y biológicos para la conservación de los alimentos. La bioconservación o control biológico es un método que puede alargar la vida útil y mejorar la seguridad de los alimentos a través del uso de la microbiota natural o de las sustancias bactericidas antimicrobianas que algunos producen. En este trabajo se pretende dar una visión general sobre el uso de bioconservación en productos de IV Gama.

Las frutas y hortalizas forman parte de una dieta equilibrada ya que, no sólo contribuyen a prevenir trastornos ocasionados por la falta de nutrientes, sino que también reducen el peligro de padecer enfermedades cardiovasculares y distintos tipos de cáncer. Además del aspecto de la salud, otros factores sociales y demográficos, como el cambio del estilo de vida de los consumidores y la incorporación de la mujer al mundo laboral están influyendo positivamente en la popularidad de los productos de IV Gama. Por lo tanto, en los últimos años se ha producido un rápido aumento de su producción y consumo. La IV Gama incluye vegetales, frutas y hortalizas frescas, sin tratamiento térmico, preparados, lavados y envasados que han podido ser objeto de pelado, troceado, corte o cualquier otra operación relativa a la integridad del producto, y que están listos para consumir o cocinar y destinados al consumo humano. La vida útil comercial de estos productos viene determinada principalmente por la temperatura de conservación. Para obtener la frescura, calidad y seguridad óptima, la cadena de frío (entre 0 y 4 °C) debe mantenerse a lo largo de toda la vida útil, ya que son productos frescos que continúan respirando y son altamente susceptibles a la alteración microbiológica. La vida útil depende también del producto y generalmente no excede los 10-12 días.

El consumo de los productos de IV Gama es más elevado en los países desarrollados, y son principales consumidores Estados Unidos, Reino Unido, Francia e Italia. En España, su consumo medio en el año 2011 fue menor que en estos países (6,1 kg por persona). Sin embargo, sus ventas siguen creciendo y en 2011 el volumen de frutas y hortalizas de IV Gama comercializadas en España fue de 74,1 millones de kilos, un 4,9% más que en el mismo periodo de 2010.

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Incidencia de microorganismos en frutas y hortalizas de IV Gama

Las frutas y hortalizas tienen una composición heterogénea y por lo tanto su microbiota puede variar en función de su pH, disponibilidad de nutrientes y actividad de agua, entre otros factores. Forman parte de la microbiota propia las bacterias, las levaduras y los mohos. La mayoría de las bacterias presentes son gram-negativas, predominantemente Pseudomonas y Enterobacteriaceae, y por lo general, la mayoría de las especies no son patógenas para los humanos. Los géneros de levaduras más frecuentes pueden ser Cryptococcus, Rhodotorula y Candida. Mientras que Fusarium, Mucor, Rhizopus y Penicillium son los mohos más comunes (Francis et al., 1999).

Aunque las frutas y hortalizas están consideradas como uno de los alimentos más seguros, se ha demostrado que en algunos casos pueden ser vehículos de microorganismos patógenos y causar intoxicaciones alimentarias a quienes los consumen. Las fuentes de contaminación incluyen factores de precosecha como el agua de riego, el abonado con estiércol, transmisión por animales y el viento; y factores poscosecha como la manipulación, superficies y utensilios de trabajo, agua de lavado y envases. El riesgo de contaminación de productos de IV Gama es mayor comparado con los que se comercializan enteros. Cuando las frutas y hortalizas son peladas, cortadas o ralladas, la liberación de fluidos celulares aporta un medio nutritivo para el crecimiento microbiano y/o la producción de toxinas y existe mayor riesgo de contaminación durante la manipulación y procesado. Algunos de los patógenos de transmisión alimentaria asociados con estos productos incluyen Listeria monocytogenes, distintas especies de Salmonella y Escherichia coli O157:H7.

El aumento del consumo de frutas y hortalizas en los últimos años ha conllevado asimismo un aumento en la incidencia de intoxicaciones alimentarias. Las frutas y hortalizas de IV Gama y los germinados se han visto implicados en una serie de brotes de toxiinfecciones alimentarias en países como Japón, EEUU, Reino Unido y Alemania. El caso más reciente y numeroso tuvo lugar en Alemania, en Mayo de 2011, con alrededor de 3.842 infectados y que causó la muerte a 53 personas. Se confirmó que los germinados de fenogreco fueron el vehículo de transmisión debido a semillas contaminadas por E. coli O104:H4 (RKI, 2011). En 2006, se produjo una intoxicación debida a E. coli O157:H7 que afectó a 200 personas y causó 3 muertes en EEUU, provocado por el consumo de espinacas de IV Gama (FDA, 2006). Recientemente, se produjo un brote en EEUU asociado al consumo de melón Cantalupo cortado. Este brote afectó a 146 personas y causó 30 muertes (CDC, 2011).

Actualmente, los criterios microbiológicos de estos productos se rigen por el reglamento (CE) nº 1441/2007 que modifica el reglamento (CE) nº 2073/2005, siendo L. monocytogenes y Salmonella spp. los microorganismos regulados por criterios de seguridad alimentaria.

Bioconservación

Como se ha mencionado anteriormente, los productos de IV Gama no sufren ningún tratamiento térmico que garantice la eliminación de todos los microorganismos presentes. Por lo tanto, el empleo de agentes desinfectantes en la etapa de lavado es de gran importancia ya que es la única etapa donde se puede reducir la carga microbiana. Además, el uso de desinfectantes previene contaminaciones cruzadas. El hipoclorito es actualmente el desinfectante más utilizado en la industria de frutas y hortalizas frescas a unas concentraciones de 50-200 ppm con un tiempo de contacto de 1-2 minutos (Beuchat, 1998). Es un método de bajo coste, fácil de preparar, aplicar y monitorizar. No obstante, es poco efectivo, muy corrosivo, irritante para el manipulador y prejudicial para el medio ambiente. Otro inconveniente es su rápida descomposición en contacto con materia orgánica y la formación de productos potencialmente carcinogénicos y mutagénicos para el consumidor. Su uso está prohibido en países como Alemania, Holanda, Dinamarca, Suiza y Bélgica. Por lo tanto, se requieren alternativas más efectivas, más seguras para el consumidor y más respetuosas con el medioambiente.

Hay que tener en cuenta que si los microorganismos patógenos sobreviven al proceso de lavado y desinfección, pueden multiplicarse durante la conservación del producto. Es por ello que hay que añadir barreras para el control de su crecimiento hasta su consumo, entre las que destacan el uso de bajas temperaturas y atmósferas modificadas. La bioconservación también se está estudiando como posible barrera adicional para frenar el crecimiento de éstos patógenos.

La bioconservación o control biológico alarga la vida útil y mejora la calidad microbiológica de los alimentos mediante el uso de la microbiota natural o de las sustancias bactericidas que algunos producen, sin alterar las propiedades organolépticas de los productos en que se aplican (Stiles, 1996). El control biológico presenta una serie de ventajas frente a otros sistemas de control: (i) el uso de antagonistas es más seguro en comparación a los principales productos químicos utilizados actualmente ya que no se acumulan en los alimentos; (ii) pueden ser más persistentes en el tiempo que los tratamientos químicos ya que es difícil que los patógenos puedan desarrollar resistencia a ellos; (iii) tienen un efecto insignificante en el balance ecológico ya que no destruyen los enemigos naturales de las especies patógenas como ocurre con los tratamientos químicos; (iv) pueden ser compatibles con otros sistemas de control y por tanto pueden ser aplicados juntos (Deacon, 1983). Los microorganismos utilizados como agentes de biocontrol deben poseer una elevada actividad antagónica, ser seguros para la salud humana y no tener ningún efecto adverso sobre la calidad sensorial y nutricional del producto (Rodov, 2007). La bioconservación se consigue añadiendo directamente el cultivo bioconservante (microorganismos epifitos, bacterias acido-lácticas, bacteriófagos, …) o bien aplicando los metabolitos antimicrobianos purificados que producen.

Microbiota natural (microorganismos epifitos)

La flora microbiana presente de forma natural en las frutas y hortalizas frescas puede jugar un papel importante para mantener la seguridad alimentaria de las frutas y hortalizas de IV Gama, compitiendo con los patógenos por espacio físico y nutrientes y/o produciendo compuestos antimicrobianos que afecten de forma negativa la viabilidad de los patógenos (Liao y Fett, 2001).

El uso de la microbiota natural como bioconservante se puede ver afectado por los procesos de desinfección, ya que éstos reducen su población y pueden favorecer el crecimiento de los patógenos de transmisión alimentaria. Carlin et al. (1996) observaron que al desinfectar las hojas de endivias se reducía la microbiota, permitiendo el crecimiento de L. monocytogenes. Por otro lado, la adición de 2 cepas representativas de la microbiota de endivias limitó el crecimiento del patógeno. Otros autores obtuvieron resultados similares cuando bañaron lechuga con cloro o ácido cítrico, permitiendo el crecimiento de L. innocua NCTC 11288 (Francis y O’Beirne, 1997). Posteriormente, Francis y O’Beirne (1998) y Oliveira et al. (2012) investigaron el efecto de diferentes poblaciones iniciales de microorganismos epifitos en lechuga cortada. Los autores no observaron diferencias en la población de los patógenos de transmisión alimentaria, lo que sugiere que el comportamiento de estos patógenos no está simplemente relacionado con la concentración de la microbiota del alimento, pudiendo ser la presencia de microorganismos ‘clave’ más importante que su concentración. Liao y Fett (2001) observaron que la coinoculación de una levadura y una cepa de Pseudomonas fluorescens con la microbiota natural en pimiento verde cortado, redujo el crecimiento de L. monocytogenes y Salmonella Chester. Wei et al. (2006) obtuvieron resultados similares frente a Salmonella Typhimurium y L. innocua, inoculando lechuga cortada con una cepa de Pseudomonas putida LTH 5878 (aislado de lechuga).

El primer estudio en fruta fue llevado a cabo por Janisiewicz et al. (1999) en el que se estudió la efectividad de la cepa L-59-66 de Pseudomonas syringae (comercializada bajo el nombre de BioSave11 o BioSave110 para el control de enfermedades de poscosecha de manzanas y peras) sobre el crecimiento de E. coli O157:H7 en heridas de manzana ‘Golden Delicious’. Los autores no observaron crecimiento de E. coli O157:H7 cuando se coinoculó con el antagonista. Leverentz et al. (2006) seleccionaron 7 antagonistas de la superficie de manzanas ‘Golden Delicious’ que fueron ensayados frente a L. monocytogenes y Salmonella enterica serovar Poona en cilindros de manzana. De estos 7 antagonistas, Gluconobacter asaii, Candida spp., Dicosphaerina fagi y Metschinikowia pulcherrima tuvieron actividad antagonista frente a uno o ambos patógenos. Posteriormente, Abadias et al. (2009) probaron la eficacia del antagonista Candida sake CPA-1 frente a una mezcla de 5 cepas de E. coli en manzana ‘Golden Delicious’. En este caso el antagonista redujo la población de E. coli en heridas de manzana, sin embargo no se observó ningún efecto en cilindros de manzana. Recientemente, Alegre et al. (2012, 2013) observaron que la cepa CPA-6 perteneciente a la familia Enterobacteriaceae y la cepa Pseudomonas graminis CPA-7, aisladas de manzana, podrían reducir la población de los patógenos de transmisión alimentaria en manzanas y melocotones cortados.

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Diferentes tipos de fruta cortada.

Bacterias ácido-lácticas

Durante siglos las bacterias ácido-lácticas (BAL) se han utilizado para fermentar alimentos y así obtener alimentos estables. El consumo masivo de productos con altas concentraciones de BAL sin producir efectos negativos en la salud de los consumidores ha facilitado que estén clasificadas como GRAS (Generally Recognized as Safe) por la FDA (Food and Drug Administration) o como QPS (Qualified Presumption of Safety) por la EFSA (European Food Safety Authority). Las BAL pueden inhibir o eliminar el crecimiento de gran variedad de microorganismos como bacterias, levaduras y mohos mediante la producción de ácidos orgánicos, diacetilo, peróxido de hidrógeno, enzimas, agentes líticos y péptidos antimicrobianos o bacteriocinas y mediante la competición por nutrientes y espacio. El control biológico utilizando BAL puede conseguirse mediante la aplicación de dicho microorganismo como cultivo protector o bien añadiendo sus compuestos antimicrobianos al alimento.

Las BAL están presentes de forma natural en los vegetales y pueden alcanzar recuentos altos en productos de IV Gama debido a concentraciones altas de CO2 dentro de los envases. Vescovo et al. (1996) seleccionaron 4 cepas de BAL (Lactobacillus casei IMPC LC34, IMPC LC41, L. plantarum IMPC LP4 y Pediococcus spp. IMPC PC61) aisladas de ensaladas mixtas. Estas cepas fueron probadas en el mismo producto para inhibir el crecimiento de Aeromonas hydrophila, L. monocytogenes, Salmonella Typhimurium y S. aureus y todas ellas fueron eficaces contra los 4 patógenos. Scolari y Vescovo (2004) observaron que la cepa Lactobacillus casei LC34GF redujo significativamente la población de S. aureus, A. hydrophila, E. coli y L. monocytogenes en ensalada de escarola. Trias et al. (2008) seleccionaron 6 BAL aisladas de frutas y hortalizas frescas para ser testadas frente a E. coli, S. Typhimurium y L. monocytogenes en heridas de manzana ‘Golden Delicious’ y lechuga cortada. La población de L. monocytogenes y S. Typhimurium se redujo significativamente con 5 de las 6 BAL testadas. En cambio, ninguna de las cepas redujo la población de E. coli. De las 5 cepas efectivas, 3 de ellas fueron cepas de Leuconostoc mesenteroides, una fue Weissella cibaria y, la última, la cepa productora de nisina Lactococcus lactis subsp. lactis ATCC 11454.

Recientemente, Gragg y Brashears (2010) estudiaron la reducción de un cóctel de 4 cepas de E. coli O157:H7 en espinacas frescas combinando un lavado de cloro y la adición de un producto comercial basado en BAL (Bovamine Meat Cultures) que contiene Lactobacillus acidophilus NP 51, L. cristpatus NP35, Pediococcus acidilactici NP 3 y L. lactis subsp. lactis NP 7. Como resultado, la población inicial de E. coli O157:H7 se redujo y se mantuvo en la fase estacionaria después de 6 días. La conclusión más probable de este resultado, es que el cloro redujo la población inicial del patógeno y las BAL ayudaron a mantener los niveles bajos.

Scolari y Vescovo (2004) observaron que la colonización de las BAL se produjo en los mismos nichos ecológicos ocupados por las cepas patógenas, por lo tanto, podría explicar el efecto protector de las BAL en los productos de IV Gama contra los patógenos.

Probióticos

Los probióticos se definen como ‘microorganismos vivos que cuando se administran en cantidades adecuadas confieren beneficios para la salud del huésped’ (WHO, 2001). La mayoría de probióticos son lactobacilos o bifidobacterias, representantes de la microbiota del intestino humano. Los probióticos han demostrado eficacia en el tratamiento de desórdenes gastrointestinales, infecciones respiratorias y síntomas alérgicos y pueden tener un papel protector frente a patógenos de transmisión alimentaria en los alimentos a lo largo de su conservación, actuando como bioconservantes (Rydlo et al., 2006).

Los efectos de los probióticos pueden clasificarse en tres mecanismos de acción: (i) modulación de las defensas del huésped, tanto en el sistema inmunitario innato como en el adquirido; (ii) pueden tener un efecto directo en otros microorganismos, comensales y/o patógenos permitiendo la prevención y terapia de infecciones y en la restauración del equilibrio microbiano en el intestino; (iii) pueden basarse en acciones que afecten a los productos microbianos como las toxinas o a productos del huésped como las sales biliares o los ingredientes alimentarios de modo que pueden inactivar toxinas y desintoxicar al huésped (Oelschlaeger, 2010). Datos científicos sugieren que las bacterias probióticas ingeridas a altas concentraciones (109-1011 ufc/día) pueden disminuir la incidencia, duración y severidad de algunas enfermedades intestinales (Sanders, 1999).

La aplicación de los cultivos probióticos se ha realizado principalmente en productos lácteos, sin embargo, el consumo de lácteos presenta inconvenientes como la intolerancia a la lactosa, el contenido en colesterol y la presencia de proteínas lácteas alérgenas. Por lo tanto, es esencial el desarrollo de alimentos probióticos no lácteos. Los zumos de frutas, postres y productos a base de cereales podrían ser medios adecuados para la distribución de los probióticos así como las frutas y hortalizas, ya que contienen nutrientes beneficiosos como minerales, vitaminas, fibras y antioxidantes, además de estar exentos de alérgenos lácticos (Sheehan et al., 2007).

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La viabilidad del probiótico en la matriz alimentaria depende de factores como el pH, la temperatura de conservación, niveles de oxígeno y presencia de microorganismos competidores e inhibidores. Su viabilidad y actividad son consideraciones de gran importancia, ya que estas bacterias deben sobrevivir en el alimento durante su vida útil, durante el tránsito a través de las condiciones ácidas del estómago y resistir la degradación de enzimas hidrolíticos y sales biliares en el intestino delgado. Aunque el pH del estómago puede aumentar hasta 6,0 después de la ingesta de comida, normalmente está entre 2,5 y 3,5, pudiendo llegar a un pH de 1,5 (Lankaputhra y Shah, 1995). El intestino delgado es la segunda barrera del tracto intestinal con pH entre 7,0-8,5 pero la presencia de pancreatinina y sales biliares pueden tener efectos adversos.

Existen pocos estudios sobre la viabilidad de cultivos probióticos en vegetales. Tapia et al. (2007) observaron que la viabilidad de Bifidobacterium lactis Bb-12 en recubrimientos comestibles a base de alginato y goma gelano en manzana y papaya cortadas se mantuvo a lo largo de la conservación a 2 °C. Recientemente, Rößle et al. (2010) y Alegre et al. (2011) estudiaron la viabilidad de Lactobacillus rhamnosus GG en trozos de manzana ‘Braeburn’ y ‘Golden Delicious’ conservadas en refrigeración durante 10 y 28 días respectivamente, manteniendo su concentración a valores superiores a 107 ufc/g.

Existen pocos estudios sobre el efecto bioconservante de las bacterias probióticas frente a patógenos de transmisión alimentaria en fruta y hortalizas de IV Gama. Alegre et al. (2011) aplicaron una cepa de L. rhamnosus GG en manzana cortada y observaron que la población de L. monocytogenes se redujo una unidad logarítmica. Sin embargo, esta cepa no afectó a la población de Salmonella enterica. Lee et al. (2008) observaron que L. rhamnosus GG era un buen candidato como probiótico antagonista contra cuatro cepas de E. coli O157:H7 en un ensayo ‘in vitro’.

Compuestos antimicrobianos: bacteriocinas

Las bacteriocinas son péptidos antimicrobianos sintetizados por una gran variedad de bacterias (Tagg et al., 1976). Actualmente el término bacteriocina se utiliza para describir péptidos catiónicos pequeños y estables al calor sintetizados por las BAL con un espectro de inhibición amplio (Cotter et al., 2005). La bioconservación se ha centrado en las bacteriocinas producidas por las BAL ya que están asociadas de forma tradicional a los alimentos y están consideradas como seguras. Las bacteriocinas están compuestas por un grupo de sustancias muy heterogéneas en cuanto a su estructura primaria, composición y propiedades físico-químicas. La mayoría de ellas son efectivas frente a muchos microorganismos gram-positivos, ya sean patógenos de transmisión alimentaria o alterantes. En cambio, las bacterias gram-negativas son intrínsecamente más resistentes gracias a la protección ofrecida por la pared celular. Sin embargo, su efectividad se puede mejorar si se combinan con agentes desestabilizantes de la membrana como el EDTA o con tecnologías que afecten la pared celular como las altas presiones o pulsos eléctricos.

Las bacteriocinas producidas por las BAL ofrecen varias propiedades que las hacen adecuadas para la conservación de alimentos: (i) son generalmente reconocidas como sustancias seguras; (ii) no son activas contra las células eucariotas; (iii) se inactivan por las proteasas digestivas, teniendo poca influencia sobre la flora intestinal; (iv) son generalmente tolerantes al pH y calor; (v) tienen un espectro antimicrobiano relativamente amplio y (vi) muestran un modo de acción bactericida, por lo general actúan sobre la membrana citoplasmática bacteriana (Galvez et al., 2007).

Las bacteriocinas mas estudiadas para su aplicación en productos vegetales son la nisina, enterocina AS-48, pediocina y bovicina HC5. Sin embargo, la nisina es la única bacteriocina autorizada en la UE, como conservante de algunos alimentos (E-234).

La nisina es un pequeño péptido antimicrobiano de 34 aminoácidos, estable al calor y producido por Lactococcus lactis subsp. Lactis. Ha mostrado un estrecho espectro antimicrobiano, inhibiendo sólo bacterias gram-positivas. Generalmente no inhiben las bacterias gram-negativas, levaduras y mohos. El uso de esta bacteriocina como bioconservante se ha investigado ampliamente en una gran variedad de alimentos frescos y procesados. Leverentz et al. (2003) encontraron que en melones ‘Honeydew’ cortados y tratados con nisina, la población de L. monocytogenes fue 2,8 a 3,2 unidades logarítmicas menor que cuando tratados con agua. El mismo tratamiento en manzana ‘Red Delicious’ cortada redujo la población de L. monocytogenes en aproximadamente 0,9-2,0 unidades logarítmicas en comparación con agua. Bari et al. (2005) mostraron que un lavado con nisina sola o en combinación con EDTA, lactato de sodio, sorbato de potásio o ácido fítico, resultó en aproximadamente 3,0 log ufc/g de reducción de L. monocytogenes en comparación con el control, en col y brócoli cortados. En lechuga ‘Iceberg’ cortada e inoculada con L. monocytogenes, un lavado con nisina Z redujo la población del patógeno en más de 3,0 log ufc/g. Sin embargo, su efectividad disminuyó durante el almacenamiento a 4 °C y no se observaron diferencias entre el lavado con agua y el lavado con bacteriocina después del almacenamiento (Allende et al., 2007). Posteriormente, Randazzo et al. (2009) encontraron que un lavado con nisina redujo la población de L. monocytogenes en una unidad logarítmica en lechuga ‘Iceberg’ cortada después de 7 días de almacenamiento a 4 °C.

Bacteriófagos

Los bacteriófagos o fagos son virus que invaden células bacterianas específicas, alteran su metabolismo y las lisan sin comprometer la viabilidad de la microbiota presente. Los fagos son los microorganismos más abundantes en nuestro medio ambiente (Brussow y Hendrix, 2002) y están presentes en grandes cantidades en el agua y en los alimentos (Kennedy et al., 1986). Están también presentes en el sistema gastrointestinal (Greer, 2005) presentando una alternativa natural, no tóxica y viable para el control de varios patógenos humanos.

Actualmente, existen varias preparaciones de fagos comercializadas, tales como ListShield y EcoShield (Intralytix, Inc., EEUU), Agriphage (Omnilytics, Inc., EEUU) y Listex P100 (Micreos Food Safety, anteriormente EBI Food Safety, Holanda). Listshield, un preparado de fagos especifico para L. monocytogenes, fue aprobado en 2006 por la FDA como un agente antimicrobiano contra la contaminación por L. monocytogenes en productos listos para el consumo. Recientemente, el producto comercial Listex P100 también fue aprobado por la FDA como un bioconservante en alimentos y clasificado como GRAS. A nivel europeo está clasificado como coadyuvante tecnológico y no es necesario incluirlo en la etiqueta (http://micreosfoodsafety.com/en/listex-regulatory.aspx).

Varios estudios han presentado la eficacia de los fagos frente a patógenos de transmisión alimentaria en frutas y hortalizas de IV Gama. El primer estudio que implicó el uso de fagos para reducir bacterias patógenas en productos de IV Gama se llevó a cabo por Leverentz et al. (2001). Los autores evaluaron el uso de una preparación de fagos específicos para Salmonella Enteritidis (SCPLX-1) para controlar el crecimiento del patógeno en manzana y melón cortados. La población de Salmonella Enteritidis se redujo aproximadamente 3,5 unidades logarítmicas en melón ‘Honeydew’, obteniendo mejores resultados que los desinfectantes químicos. Sin embargo, los fagos no redujeron las poblaciones de Salmonella Enteritidis en manzana ‘Red Delicious’. También observaron una inactivación de los fagos en manzana, posiblemente debido a su pH ácido. En otro estudio obtuvieron resultados similares con una mezcla de fagos LM-103 o LMP-102, específicos para L. monocytogenes en los mismos alimentos (Leverentz et al., 2003). Por lo tanto, el pH de la matriz alimentaria parece ser un factor importante a tener en cuenta.

Varios autores han demostrado la eficacia de una mezcla de fagos ECP-100 para reducir la población de E. coli O157:H7 en lechuga, brócoli, tomate, espinacas y melones cortados (Abuladze et al., 2008; Sharma et al., 2009). Guenther et al. (2009) han observado la eficacia de los fagos A511 y P100 para reducir o controlar la población de dos cepas de L. monocytogenes (WSLC1001 y Scott A) en diferentes alimentos listos para el consumo, entre ellos col y lechuga cortadas.

La eficacia de los fagos para infectar las células del huésped es fuertemente dependiente de las condiciones del medio ambiente, es decir, el tipo de alimentos y su matriz. La proporción de células bacterianas que pueden ser infectadas depende de varios parámetros. En primer lugar, la unión de los fagos a las superficies bacterianas está influenciada por factores intrínsecos, tales como la fuerza iónica, el pH y las sustancias que pueden interferir con este proceso (Kennedy y Bitton, 1987). Estos parámetros se definen en gran medida por el propio alimento y pueden cambiar durante la producción, maduración y almacenamiento de los alimentos. Existen algunos alimentos que debido a su compleja matriz la difusión del fago se ve dificultada y por lo tanto su eficacia se puede ver afectada (Guenther et al., 2009). En segundo lugar, la concentración del fago en el momento de la aplicación es crucial para la eficacia. Así, la aplicación de una mayor concentración de fago generalmente resulta en una mayor inactivación de la bacteria.

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Línea de procesado de productos de IV Gama.

La eficacia de los fagos en vegetales con bajo pH se puede mejorar mediante el uso de una mayor concentración de éstos o el desarrollo de fagos mutantes tolerantes a bajo pH. Otra alternativa podría ser la combinación de los fagos con otros compuestos, tales como bacteriocinas, antibióticos, compuestos de cloro, bacterias antagónicas y aceites esenciales. La persistencia de los fagos es un parámetro importante para poder ser aplicado no sólo como descontaminante sino que también como un protector o conservante o como un aditivo alimentario para controlar el crecimiento de patógenos de transmisión alimentaria en la industria alimentaria y de bebidas. Las preparaciones de fagos ya se están utilizando en agricultura, en seguridad alimentaria y aplicaciones de diagnóstico, lo que demuestra la utilidad y viabilidad de tales enfoques.

Conclusiones

El uso de agentes de bioconservación no implica generalmente una reducción total de los microorganismos y por tanto, hay que utilizarlos combinados con otros tratamientos fisicoquímicos (p.ej. desinfección, bajas temperaturas, atmosferas modificadas) y prevenir al máximo la posible contaminación. La aplicación de la bioconservación en los alimentos podría, en parte, satisfacer algunas de las tendencias de la industria alimentaria en Europa, tales como la necesidad de eliminar el uso de ingredientes y aditivos artificiales, la demanda de productos de IV Gama más frescos y con técnicas más respetuosas con el medio ambiente.

Agradecimientos

Agradecimientos

Los autores agradecen a la FCT (Fundação para a Ciência e Tecnologia, Portugal) por la beca de doctorado SFRH/BD/72153/2010 (M. Oliveira).

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