L'ús de la bioconservación en fruites i hortalisses mínimament processades (IV Gamma)

La creixent demanda d'aliments d'IV Gamma, juntament amb l'augment de la preocupació del consumidor per obtenir aliments segurs, però alhora lliures de conservants químics, ha conduït a la cerca de mètodes més naturals i biològics per a la conservació dels aliments. La bioconservación o control biològic és un mètode que pot allargar la vida útil i millorar la seguretat dels aliments a través de l'ús de la microbiota natural o de les substàncies bactericides antimicrobianas que alguns produeixen. En aquest treball es pretén donar una visió general sobre l'ús de bioconservación en productes d'IV Gamma.

Les fruites i hortalisses formen part d'una dieta equilibrada ja que, no només contribueixen a prevenir trastorns ocasionats per la falta de nutrients, sinó que també redueixen el perill de patir malalties cardiovasculars i diferents tipus de càncer. A més de l'aspecte de la salut, altres factors socials i demogràfics, com el canvi de l'estil de vida dels consumidors i la incorporació de la dona al món laboral estan influint positivament en la popularitat dels productes d'IV Gamma. Per tant, en els últims anys s'ha produït un ràpid augment de la seva producció i consum. La IV Gamma inclou vegetals, fruites i hortalisses fresques, sense tractament tèrmic, preparats, rentats i envasaments que han pogut ser objecte de pelat, trossejat, cort o qualsevol altra operació relativa a la integritat del producte, i que estan llests per consumir o cuinar i destinats al consum humà. La vida útil comercial d'aquests productes ve determinada principalment per la temperatura de conservació. Per obtenir la frescor, qualitat i seguretat òptima, la cadena de fred (entre 0 i 4 °C) ha de mantenir-se al llarg de tota la vida útil, ja que són productes frescos que continuen respirant i són altament susceptibles a l'alteració microbiològica. La vida útil depèn també del producte i generalment no excedeix els 10-12 dies.

El consum dels productes d'IV Gamma és més elevat als països desenvolupats, i són principals consumidors Estats Units, Regne Unit, França i Itàlia. A Espanya, el seu consum mitjà l'any 2011 va ser menor que en aquests països (6,1 kg per persona). No obstant això, les seves vendes segueixen creixent i en 2011 el volum de fruites i hortalisses d'IV Gamma comercialitzades a Espanya va ser de 74,1 milions de quilos, un 4,9% més que en el mateix període de 2010.

Les fruites i hortalisses tenen una composició heterogènia i per tant la seva microbiota pot variar en funció de la seva pH, disponibilitat de nutrients i activitat d'aigua, entre altres factors. Formen part de la microbiota pròpia els bacteris, els llevats i les floridures. La majoria dels bacteris presents són gram-negatives, predominantment Pseudomonas i Enterobacteriaceae, i en general, la majoria de les espècies no són patògenes per als humans. Els gèneres de llevats més freqüents poden ser Cryptococcus, Rhodotorula i Candida. Mentre que Fusarium, Mucor, Rhizopus i Penicillium són les floridures més comunes (Francis et al., 1999).

Encara que les fruites i hortalisses estan considerades com un dels aliments més segurs, s'ha demostrat que en alguns casos poden ser vehicles de microorganismes patògens i causar intoxicacions alimentàries a els qui els consumeixen. Les fonts de contaminació inclouen factors de precosecha com l'aigua de reg, l'abonat amb fem, transmissió per animals i el vent; i factors poscosecha com la manipulació, superfícies i utensilis de treball, aigua de rentat i envasos. El risc de contaminació de productes d'IV Gamma és major comparat amb els quals es comercialitzen sencers. Quan les fruites i hortalisses són pelades, tallades o ralladas, l'alliberament de fluids cel·lulars aporta un mitjà nutritiu per al creixement microbià i/o la producció de toxines i existeix major risc de contaminació durant la manipulació i processament. Alguns dels patògens de transmissió alimentària associats amb aquests productes inclouen Listeria monocytogenes, diferents espècies de Salmonella i Escherichia coli O157:H7.

L'augment del consum de fruites i hortalisses en els últims anys ha comportat així mateix un augment en la incidència d'intoxicacions alimentàries. Les fruites i hortalisses d'IV Gamma i els germinats s'han vist implicats en una sèrie de brots de toxiinfecciones alimentàries en països com Japó, EUA, Regne Unit i Alemanya. El cas més recent i nombrós va tenir lloc a Alemanya, al maig de 2011, amb al voltant de 3.842 infectats i que va causar la mort a 53 persones. Es va confirmar que els germinats de fenogreco van ser el vehicle de transmissió a causa de llavors contaminades per I. coli O104:H4 (RKI, 2011). En 2006, es va produir una intoxicació deguda a I. coli O157:H7 que va afectar a 200 persones i va causar 3 morts a EUA, provocat pel consum d'espinacs d'IV Gamma (FDA, 2006). Recentment, es va produir un brot a EUA associat al consum de meló Cantalupo tallat. Aquest brot va afectar a 146 persones i va causar 30 morts (CDC, 2011).

Actualment, els criteris microbiològics d'aquests productes es regeixen pel reglament (CE) nº 1441/2007 que modifica el reglament (CE) nº 2073/2005, sent L. monocytogenes i Salmonella spp. els microorganismes regulats per criteris de seguretat alimentària.

Com s'ha esmentat anteriorment, els productes d'IV Gamma no sofreixen cap tractament tèrmic que garanteixi l'eliminació de tots els microorganismes presents. Per tant, l'ocupació d'agents desinfectants en l'etapa de rentat és de gran importància ja que és l'única etapa on es pot reduir la càrrega microbiana. A més, l'ús de desinfectants prevé contaminacions creuades. L'hipoclorit és actualment el desinfectant més utilitzat en la indústria de fruites i hortalisses fresques a unes concentracions de 50-200 ppm amb un temps de contacte d'1-2 minuts (Beuchat, 1998). És un mètode de baix cost, fàcil de preparar, aplicar i monitorizar. No obstant això, és poc efectiu, molt corrosiu, irritante per al manipulador i prejudicial per al medi ambient. Un altre inconvenient és la seva ràpida descomposició en contacte amb matèria orgànica i la formació de productes potencialment carcinogénicos i mutagénicos per al consumidor. El seu ús està prohibit en països com Alemanya, Holanda, Dinamarca, Suïssa i Bèlgica. Per tant, es requereixen alternatives més efectives, més segures per al consumidor i més respectuoses amb el medi ambient.

Cal tenir en compte que si els microorganismes patògens sobreviuen al procés de rentat i desinfecció, poden multiplicar-se durant la conservació del producte. És per això que cal afegir barreres per al control del seu creixement fins al seu consum, entre les quals destaquen l'ús de baixes temperatures i atmosferes modificades. La bioconservación també s'està estudiant com a possible barrera addicional per frenar el creixement d'aquests patògens.

La bioconservación o control biològic allarga la vida útil i millora la qualitat microbiològica dels aliments mitjançant l'ús de la microbiota natural o de les substàncies bactericides que alguns produeixen, sense alterar les propietats organolépticas dels productes en què s'apliquen (Stiles, 1996). El control biològic presenta una sèrie d'avantatges enfront d'altres sistemes de control: (i) l'ús d'antagonistas és més segur en comparació als principals productes químics utilitzats actualment ja que no s'acumulen en els aliments; (ii) poden ser més persistents en el temps que els tractaments químics ja que és difícil que els patògens puguin desenvolupar resistència a ells; (iii) tenen un efecte insignificant en el balanç ecològic ja que no destrueixen els enemics naturals de les espècies patògenes com ocorre amb els tractaments químics; (iv) poden ser compatibles amb altres sistemes de control i per tant poden ser aplicats junts (Deacon, 1983). Els microorganismes utilitzats com a agents de biocontrol han de posseir una elevada activitat antagònica, ser segurs per a la salut humana i no tenir cap efecte advers sobre la qualitat sensorial i nutricional del producte (Rodov, 2007). La bioconservación s'aconsegueix afegint directament el cultiu bioconservante (microorganismes epifitos, bacteris acidifico-làctiques, bacteriòfags, …) o ben aplicant els metabòlits antimicrobianos purificats que produeixen.

La flora microbiana present de forma natural en les fruites i hortalisses fresques pot jugar un paper important per mantenir la seguretat alimentària de les fruites i hortalisses d'IV Gamma, competint amb els patògens per espai físic i nutrients i/o produint compostos antimicrobianos que afectin de forma negativa la viabilitat dels patògens (Liao i Fett, 2001).

L'ús de la microbiota natural com bioconservante es pot veure afectat pels processos de desinfecció, ja que aquests redueixen la seva població i poden afavorir el creixement dels patògens de transmissió alimentària. Carlin et al. (1996) van observar que en desinfectar les fulles d'endívies es reduïa la microbiota, permetent el creixement de L. monocytogenes. D'altra banda, l'addició de 2 ceps representatius de la microbiota d'endívies va limitar el creixement del patogen. Altres autors van obtenir resultats similars quan van banyar enciam amb clor o àcid cítric, permetent el creixement de L. innocua NCTC 11288 (Francis i O’Beirne, 1997). Posteriorment, Francis i O’Beirne (1998) i Oliveira et al. (2012) van investigar l'efecte de diferents poblacions inicials de microorganismes epifitos en enciam tallat. Els autors no van observar diferències en la població dels patògens de transmissió alimentària, la qual cosa suggereix que el comportament d'aquests patògens no està simplement relacionat amb la concentració de la microbiota de l'aliment, podent ser la presència de microorganismes ‘clau’ més important que la seva concentració. Liao i Fett (2001) van observar que la coinoculación d'un llevat i un cep de Pseudomonas fluorescens amb la microbiota natural en pebrot verd tallat, va reduir el creixement de L. monocytogenes i Salmonella Chester. Wei et al. (2006) van obtenir resultats similars enfront de Salmonella Typhimurium i L. innocua, inoculant enciam tallat amb un cep de Pseudomonas putida LTH 5878 (aïllat d'enciam).

El primer estudi en fruita va ser dut a terme per Janisiewicz et al. (1999) en el qual es va estudiar l'efectivitat del cep L-59-66 de Pseudomonas syringae (comercialitzada sota el nom de BioSave11 o BioSave110 per al control de malalties de poscosecha de pomes i peres) sobre el creixement de I. coli O157:H7 en ferides de poma ‘Golden Delicious’. Els autors no van observar creixement de I. coli O157:H7 quan es coinoculó amb l'antagonista. Leverentz et al. (2006) van seleccionar 7 antagonistas de la superfície de pomes ‘Golden Delicious’ que van ser assajats enfront de L. monocytogenes i Salmonella enterica serovar Poona en cilindres de poma. D'aquests 7 antagonistas, Gluconobacter asaii, Candida spp., Dicosphaerina fagi i Metschinikowia pulcherrima van tenir activitat antagonista enfront d'un o tots dos patògens. Posteriorment, Abadias et al. (2009) van provar l'eficàcia de l'antagonista Candida sake CPA-1 enfront d'una barreja de 5 ceps de I. coli en poma ‘Golden Delicious’. En aquest cas l'antagonista va reduir la població de I. coli en ferides de poma, no obstant això no es va observar cap efecte en cilindres de poma. Recentment, Alegre et al. (2012, 2013) van observar que el cep CPA-6 pertanyent a la família Enterobacteriaceae i el cep Pseudomonas graminis CPA-7, aïllades de poma, podrien reduir la població dels patògens de transmissió alimentària en pomes i préssecs tallats.

Durant segles els bacteris àcid-làctics (BAL) s'han utilitzat per fermentar aliments i així obtenir aliments estables. El consum massiu de productes amb altes concentracions de BAL sense produir efectes negatius en la salut dels consumidors ha facilitat que estiguin classificades com GRAS (Generally Recognized as Safe) per la FDA (Food and Drug Administration) o com QPS (Qualified Presumption of Safety) per l'EFSA (European Food Safety Authority). Les BAL poden inhibir o eliminar el creixement de gran varietat de microorganismes com a bacteris, llevats i floridures mitjançant la producció d'àcids orgànics, diacetilo, peròxid d'hidrogen, enzims, agents lítics i pèptids antimicrobianos o bacteriocinas i mitjançant la competició per nutrients i espai. El control biològic utilitzant BAL pot aconseguir-se mitjançant l'aplicació d'aquest microorganisme com a cultiu protector o ben afegint els seus compostos antimicrobianos a l'aliment.

Les BAL estan presents de forma natural en els vegetals i poden aconseguir recomptes alts en productes d'IV Gamma a causa de concentracions altes de CO₂ dins dels envasos. Vescovo et al. (1996) van seleccionar 4 ceps de BAL (Lactobacillus casei IMPC LC34, IMPC LC41, L. plantarum IMPC LP4 i Pediococcus spp. IMPC PC61) aïllades d'amanides mixtes. Aquests ceps van ser provats en el mateix producte per inhibir el creixement de Aeromonas hydrophila, L. monocytogenes, Salmonella Typhimurium i S. aureus i totes elles van ser eficaces contra els 4 patògens. Scolari i Vescovo (2004) van observar que el cep Lactobacillus casei LC34GF va reduir significativament la població de S. aureus, A. hydrophila, I. coli i L. monocytogenes en amanida d'escarola. Trias et al. (2008) van seleccionar 6 BAL aïllades de fruites i hortalisses fresques per ser testades enfront de I. coli, S. Typhimurium i L. monocytogenes en ferides de poma ‘Golden Delicious’ i enciam tallat. La població de L. monocytogenes i S. Typhimurium es va reduir significativament amb 5 de les 6 BAL testades. En canvi, cap dels ceps va reduir la població de I. coli. De les 5 ceps efectius, 3 d'elles van ser ceps de Leuconostoc mesenteroides, una va ser Weissella cibaria i, l'última, el cep productor de nisina Lactococcus lactis subsp. lactis ATCC 11454.

Recentment, Gragg i Brashears (2010) van estudiar la reducció d'un còctel de 4 ceps de I. coli O157:H7 en espinacs frescos combinant un rentat de clor i l'addició d'un producte comercial basat en BAL (Bovamine Meat Cultures) que conté Lactobacillus acidophilus NP 51, L. cristpatus NP35, Pediococcus acidilactici NP 3 i L. lactis subsp. lactis NP 7. Com a resultat, la població inicial de I. coli O157:H7 es va reduir i es va mantenir en la fase estacionària després de 6 dies. La conclusió més probable d'aquest resultat, és que el clor va reduir la població inicial del patogen i les BAL van ajudar a mantenir els nivells baixos.

Scolari i Vescovo (2004) van observar que la colonització de les BAL es va produir en els mateixos nínxols ecològics ocupats pels ceps patògens, per tant, podria explicar l'efecte protector de les BAL en els productes d'IV Gamma contra els patògens.

Els probióticos es defineixen com a ‘microorganismes vius que quan s'administren en quantitats adequades confereixen beneficis per a la salut de l'hoste’ (WHO, 2001). La majoria de probióticos són lactobacilos o bifidobacterias, representants de la microbiota de l'intestí humà. Els probióticos han demostrat eficàcia en el tractament de desordres gastrointestinals, infeccions respiratòries i símptomes al·lèrgics i poden tenir un paper protector enfront de patògens de transmissió alimentària en els aliments al llarg de la seva conservació, actuant com bioconservantes (Rydlo et al., 2006).

Els efectes dels probióticos poden classificar-se en tres mecanismes d'acció: (i) modulació de les defenses de l'hoste, tant en el sistema immunitari innat com en l'adquirit; (ii) poden tenir un efecte directe en altres microorganismes, comensals i/o patògens permetent la prevenció i teràpia d'infeccions i en la restauració de l'equilibri microbià en l'intestí; (iii) poden basar-se en accions que afectin als productes microbians com les toxines o a productes de l'hoste com les sals biliars o els ingredients alimentaris de manera que poden inactivar toxines i desintoxicar a l'hoste (Oelschlaeger, 2010). Dades científiques suggereixen que els bacteris probióticas ingerides a altes concentracions (109-1011 ufc/dia) poden disminuir la incidència, durada i severitat d'algunes malalties intestinals (Sanders, 1999).

L'aplicació dels cultius probióticos s'ha realitzat principalment en productes làctics, no obstant això, el consum de làctics presenta inconvenients com la intolerància a la lactosa, el contingut en colesterol i la presència de proteïnes làctiques al·lergògenes. Per tant, és essencial el desenvolupament d'aliments probióticos no làctics. Els sucs de fruites, postres i productes a força de cereals podrien ser mitjans adequats per a la distribució dels probióticos així com les fruites i hortalisses, ja que contenen nutrients beneficiosos com a minerals, vitamines, fibres i antioxidants, a més d'estar exempts d'al·lergògens làctics (Sheehan et al., 2007).

La viabilitat del probiótico en la matriu alimentària depèn de factors com el pH, la temperatura de conservació, nivells d'oxigen i presència de microorganismes competidors i inhibidors. La seva viabilitat i activitat són consideracions de gran importància, ja que aquests bacteris han de sobreviure en l'aliment durant la seva vida útil, durant el trànsit a través de les condicions àcides de l'estómac i resistir la degradació d'enzims hidrolítics i sals biliars en l'intestí prim. Encara que el pH de l'estómac pot augmentar fins a 6,0 després de la ingesta de menjar, normalment està entre 2,5 i 3,5, podent arribar a un pH d'1,5 (Lankaputhra i Shah, 1995). L'intestí prim és la segona barrera del tracte intestinal amb pH entre 7,0-8,5 però la presència de pancreatinina i sals biliars poden tenir efectes adversos.

Existeixen pocs estudis sobre la viabilitat de cultius probióticos en vegetals. Tàpia et al. (2007) van observar que la viabilitat de Bifidobacterium lactis Bb-12 en recobriments comestibles a força d'alginato i goma gelano en poma i papaya tallades es va mantenir al llarg de la conservació a 2 °C. Recentment, Rößli et al. (2010) i Alegre et al. (2011) van estudiar la viabilitat de Lactobacillus rhamnosus GG en trossos de poma ‘Braeburn’ i ‘Golden Delicious’ conservades en refrigeració durant 10 i 28 dies respectivament, mantenint la seva concentració a valors superiors a 107 ufc/g.

Existeixen pocs estudis sobre l'efecte bioconservante dels bacteris probióticas enfront de patògens de transmissió alimentària en fruita i hortalisses d'IV Gamma. Alegre et al. (2011) van aplicar un cep de L. rhamnosus GG en poma tallada i van observar que la població de L. monocytogenes es va reduir una unitat logarítmica. No obstant això, aquest cep no va afectar a la població de Salmonella enterica. Lee et al. (2008) van observar que L. rhamnosus GG era un bon candidat com probiótico antagonista contra quatre ceps de I. coli O157:H7 en un assaig ‘in vitro’.

Les bacteriocinas són pèptids antimicrobianos sintetitzats per una gran varietat de bacteris (Tagg et al., 1976). Actualment el terme bacteriocina s'utilitza per descriure pèptids catiónicos petits i estables a la calor sintetitzats per les BAL amb un espectre d'inhibició ampli (Cotter et al., 2005). La bioconservación s'ha centrat en les bacteriocinas produïdes per les BAL ja que estan associades de forma tradicional als aliments i estan considerades com a segures. Les bacteriocinas estan compostes per un grup de substàncies molt heterogènies quant a la seva estructura primària, composició i propietats físic-químiques. La majoria d'elles són efectives enfront de molts microorganismes gram-positius, ja siguin patògens de transmissió alimentària o alterantes. En canvi, els bacteris gram-negatives són intrínsecament més resistents gràcies a la protecció oferta per la paret cel·lular. No obstant això, la seva efectivitat es pot millorar si es combinen amb agents desestabilizantes de la membrana com l'EDTA o amb tecnologies que afectin la paret cel·lular com les altes pressions o polsos elèctrics.

Les bacteriocinas produïdes per les BAL ofereixen diverses propietats que les fan adequades per a la conservació d'aliments: (i) són generalment reconegudes com a substàncies segures; (ii) no són actives contra les cèl·lules eucariotes; (iii) s'inactivan per les proteasas digestives, tenint poca influència sobre la flora intestinal; (iv) són generalment tolerants al pH i calor; (v) tenen un espectre antimicrobiano relativament ampli i (vaig veure) mostren una manera d'acció bactericida, en general actuen sobre la membrana citoplasmàtica bacteriana (Galvez et al., 2007).

Les bacteriocinas mes estudiades per a la seva aplicació en productes vegetals són la nisina, enterocina AS-48, pediocina i bovicina HC5. No obstant això, la nisina és l'única bacteriocina autoritzada en la UE, com a conservant d'alguns aliments (I-234).

La nisina és un petit pèptid antimicrobiano de 34 aminoàcids, estable a la calor i produït per Lactococcus lactis subsp. Lactis. Ha mostrat un estret espectre antimicrobiano, inhibint només bacteris gram-positives. Generalment no inhibeixen els bacteris gram-negatives, llevats i floridures. L'ús d'aquesta bacteriocina com bioconservante s'ha investigat àmpliament en una gran varietat d'aliments frescos i processaments. Leverentz et al. (2003) van trobar que en melons ‘Honeydew’ tallats i tractats amb nisina, la població de L. monocytogenes va ser 2,8 a 3,2 unitats logarítmiques menor que quan tractats amb aigua. El mateix tractament en poma ‘Xarxa Delicious’ tallada va reduir la població de L. monocytogenes en aproximadament 0,9-2,0 unitats logarítmiques en comparació d'aigua. Bari et al. (2005) van mostrar que un rentat amb nisina sola o en combinació amb EDTA, lactat de sodi, sorbato de potásio o àcid fítico, va resultar en aproximadament 3,0 log ufc/g de reducció de L. monocytogenes en comparació del control, en col i bròcoli tallats. En enciam ‘Iceberg’ tallada i inoculada amb L. monocytogenes, un rentat amb nisina Z va reduir la població del patogen en més de 3,0 log ufc/g. No obstant això, la seva efectivitat va disminuir durant l'emmagatzematge a 4 °C i no es van observar diferències entre el rentat amb aigua i el rentat amb bacteriocina després de l'emmagatzematge (Allèn et al., 2007). Posteriorment, Randazzo et al. (2009) van trobar que un rentat amb nisina va reduir la població de L. monocytogenes en una unitat logarítmica en enciam ‘Iceberg’ tallada després de 7 dies d'emmagatzematge a 4 °C.

Els bacteriòfags o fagos són virus que envaeixen cèl·lules bacterianes específiques, alteren el seu metabolisme i les lisan sense comprometre la viabilitat de la microbiota present. Els fagos són els microorganismes més abundants en el nostre medi ambient (Brussow i Hendrix, 2002) i estan presents en grans quantitats en l'aigua i en els aliments (Kennedy et al., 1986). Estan també presents en el sistema gastrointestinal (Greer, 2005) presentant una alternativa natural, no tòxica i viable per al control de diversos patògens humans.

Actualment, existeixen diverses preparacions de fagos comercialitzades, tals com ListShield i EcoShield (Intralytix, Inc., EUA), Agriphage (Omnilytics, Inc., EUA) i Listex P100 (Micreos Food Safety, anteriorment EBI Food Safety, Holanda). Listshield, un preparat de fagos especifico per L. monocytogenes, va ser aprovat en 2006 per la FDA com un agent antimicrobiano contra la contaminació per L. monocytogenes en productes llests per al consum. Recentment, el producte comercial Listex P100 també va ser aprovat per la FDA com un bioconservante en aliments i classificat com GRAS. A nivell europeu està classificat com a coadjuvant tecnològic i no és necessari incloure-ho en l'etiqueta (http://micreosfoodsafety.com/en/listex-regulatory.aspx).

Diversos estudis han presentat l'eficàcia dels fagos enfront de patògens de transmissió alimentària en fruites i hortalisses d'IV Gamma. El primer estudi que va implicar l'ús de fagos per reduir bacteris patògens en productes d'IV Gamma es va dur a terme per Leverentz et al. (2001). Els autors van avaluar l'ús d'una preparació de fagos específics per Salmonella Enteritidis (SCPLX-1) per controlar el creixement del patogen en poma i meló tallats. La població de Salmonella Enteritidis es va reduir aproximadament 3,5 unitats logarítmiques en meló ‘Honeydew’, obtenint millors resultats que els desinfectants químics. No obstant això, els fagos no van reduir les poblacions de Salmonella Enteritidis en poma ‘Xarxa Delicious’. També van observar una inactivación dels fagos en poma, possiblement a causa de la seva pH àcid. En un altre estudi van obtenir resultats similars amb una barreja de fagos LM-103 o LMP-102, específics per L. monocytogenes en els mateixos aliments (Leverentz et al., 2003). Per tant, el pH de la matriu alimentària sembla ser un factor important a tenir en compte.

Diversos autors han demostrat l'eficàcia d'una barreja de fagos ECP-100 per reduir la població de I. coli O157:H7 en enciam, bròcoli, tomàquet, espinacs i melons tallats (Abuladze et al., 2008; Sharma et al., 2009). Guenther et al. (2009) han observat l'eficàcia dels fagos A511 i P100 per reduir o controlar la població de dos ceps de L. monocytogenes (WSLC1001 i Scott A) en diferents aliments llests per al consum, entre ells col i enciam tallades.

L'eficàcia dels fagos per infectar les cèl·lules de l'hoste és fortament depenent de les condicions del medi ambient, és a dir, el tipus d'aliments i la seva matriu. La proporció de cèl·lules bacterianes que poden ser infectades depèn de diversos paràmetres. En primer lloc, la unió dels fagos a les superfícies bacterianes està influenciada per factors intrínsecs, tals com la força iònica, el pH i les substàncies que poden interferir amb aquest procés (Kennedy i Bitton, 1987). Aquests paràmetres es defineixen en gran mesura pel propi aliment i poden canviar durant la producció, maduració i emmagatzematge dels aliments. Existeixen alguns aliments que a causa de la seva complexa matriu la difusió del fago es veu dificultada i per tant la seva eficàcia es pot veure afectada (Guenther et al., 2009). En segon lloc, la concentració del fago al moment de l'aplicació és crucial per a l'eficàcia. Així, l'aplicació d'una major concentració de fago generalment resulta en una major inactivación del bacteri.

L'eficàcia dels fagos en vegetals amb baix pH es pot millorar mitjançant l'ús d'una major concentració d'aquests o el desenvolupament de fagos mutantes tolerants a baix pH. Una altra alternativa podria ser la combinació dels fagos amb altres compostos, tals com bacteriocinas, antibiòtics, composts de clor, bacteris antagònics i olis essencials. La persistència dels fagos és un paràmetre important per poder ser aplicat no només com descontaminante sinó que també com un protector o conservant o com un additiu alimentari per controlar el creixement de patògens de transmissió alimentària en la indústria alimentària i de begudes. Les preparacions de fagos ja s'estan utilitzant en agricultura, en seguretat alimentària i aplicacions de diagnòstic, la qual cosa demostra la utilitat i viabilitat de tals enfocaments.

L'ús d'agents de bioconservación no implica generalment una reducció total dels microorganismes i per tant, cal utilitzar-los combinats amb altres tractaments fisicoquímicos (p. ex. desinfecció, baixes temperatures, atmosferas modificades) i prevenir al màxim la possible contaminació. L'aplicació de la bioconservación en els aliments podria, en part, satisfer algunes de les tendències de la indústria alimentària a Europa, tals com la necessitat d'eliminar l'ús d'ingredients i additius artificials, la demanda de productes d'IV Gamma més frescos i amb tècniques més respectuoses amb el medi ambient.

Agraïments

Els autors agraeixen a la FCT (Fundação para a Ciência i Tecnologia, Portugal) per la beca de doctorat SFRH/BD/72153/2010 (M. Oliveira).

Bibliografia

- Abadias, M., Usall, J., Alegre, I., Torres, R., Viñas, I. 2009. Fate of Escherichia coli in apple and reduction of its growth using the postharvest biocontrol agent Candida sake CPA-1. Journal of the Science of Food and Agriculture, 89: 1526-1533.

- Abuladze, T., Li, M., Menetrez, M.I., Dean, T., Senecal, A., Sulakvelidze, A. 2008. Bacteriophages redueix experimental contamination of hard surfaces, tomato, spinach, broccoli, and ground beef by Escherichia coli O157:H7. Applied and Environmental Microbiology, 74: 6230-6238.

- Alegre, I., Viñas, I., Usall, J., Anguera, M., Abadias, M. 2011. Microbiological and physicochemical quality of fresh-cut apple enriched with the probiotic strain Lactobacillus rhamnosus GG. Food Microbiology, 28: 59-66.

- Alegre, I., Viñas, I., Usall, J., Anguera, M., Figge, M.J., Abadias, M. 2012. An Enterobacteriaceae species isolated from apples controls foodborne pathogens on fresh-cut apples and peaches. Postharvest Biology and Technology, 74: 118-124.

- Alegre, I., Viñas, I., Usall, J., Anguera, M., Altisent, R., Abadias, M. 2013. Antagonistic effect of Pseudomonas graminis CPA-7 against foodborne pathogens in fresh-cut apples under simulated commercial conditions. Food Microbiology, 33: 139-148.

- Allèn, A., Martinez, B., Selma, V., Gil, M.I., Suarez, J.I., Rodriguez, A. 2007. Growth and bacteriocin production by lactic acid bacteri in vegetable broth and their effectiveness at reducing Listeria monocytogenes in vitro and in fresh-cut lettuce. Food Microbiology, 24: 759-766.

- Bari, M.L., Ukuku, D.O., Kawasaki, T., Inatsu, I., Isshiki, K., Kawamoto, S. 2005. Combined efficacy of nisin and pediocin with sodium lactate, citric acid, phytic acid, and potassium sorbate and EDTA in reducing the Listeria monocytogenes population of inoculated fresh-cut produeix. Journal of Food Protection, 68: 1381-1387.

- Beuchat, L.R. 1998. Surface decontamination of fruit and vegetables eaten raw: a review. Disponible en: http://www.who.int/foodsafety/publications/fs_management/en/surface_decon.pdf.

- Brussow, H., Hendrix, R.W. 2002. Phage genomics: small is beautiful. Cell, 108: 13-16.

- Carlin, F., Nguyen-The, C., Morris, C.I. 1996. Influence of background microflora on Listeria monocytogenes on minimally processed fresh broad-leaved endive (Cichorium endívia var. latifolia). Journal of Food Protection, 59: 698-703.

- CDC (Centers for Disease Control and Prevention). 2011. Multistate outbreak of listeriosis linked to whole cantaloupes from Jensen farms, Colorit. December 8, 2011. Disponible en: http://www.cdc.gov/listeria/outbreaks/cantaloupes-jensen-farms/120811/index.html

- Cotter, P.D., Hill, C., Ross, R.P. 2005. Bacteriocins: developing innate immunity for food. Nature Reviews Microbiology, 3: 777-788.

- Deacon, J.W. 1983. Microbial control of plant pest and diseases. UK. Wokingham: Van Nostrand Reinhold.

- FDA (Food and Drug Administration). 2006. Spinach and I. coli outbreak. Disponible en: http://www.fda.gov/oc/opacom/hottopics/spinach.html

- Francis, G.A., O'Beirne, D. 1997. Effects of gas atmosphere, antimicrobial dip and temperature on the fate of Listeria innocua and Listeria monocytogenes on minimally processed lettuce. International Journal of Food Science and Technology, 32: 141-151.

- Francis, G.A., O'Beirne, D. 1998. Effects of the indigenous microflora of minimally processed lettuce on the survival and growth of Listeria innocua. International Journal of Food Science and Technology, 33: 477-488.

- Francis, G.A., Thomas, C., O’Beirne, D. 1999. The microbiological safety of minimally-processed vegetables. International Journal of Food Science and Technology, 34: 1-22.

- Galvez, A., Abriouel, H., Lopez, R.L., Ben Omar, N. 2007. Bacteriocin-based strategies for food biopreservation. International Journal of Food Microbiology, 120: 51-70.

- Gragg, S.I., Brashears, M.M. 2010. Reduction of Escherichia coli O157:H7 in fresh spinach, using lactic acid bacteri and chlorine as a multihurdle intervention. Journal of Food Protection, 73: 358-361.

- Greer, G.G. 2005. Bacteriophage control of foodborne bacteri. Journal of Food Protection, 68: 1102-1111.

- Guenther, S., Huwyler, D., Richard, S., Loessner, M.J. 2009. Virulent bacteriophage for efficient biocontrol of Listeria monocytogenes in ready-to-eat foods. Applied and Environmental Microbiology, 75: 93-100.

- Kennedy, J.I., Wei, C.I., Oblinger, J.L. 1986. Distribution of coliphages in various foods. Journal of Food Protection, 49: 944-951.

- Kennedy, J.I., Bitton, G. 1987. Bacteriophages in foods. In: Goyal, S. M., Gerba, C.P., Bitton, G., (Eds.), Phage ecology. John Wiley and Sons, New York, NY.

- Janisiewicz, W.J., Conway, W.S., Leverentz, B. 1999. Biological control of postharvest decays of apple ca prevent growth of Escherichia coli O157:H7 in apple wounds. Journal of Food Protection, 62: 1372-1375.

- Lankaputhra, W.I.V., Shah, N.P. 1995. Survival of Lactobacillus acidophilus and Bifidobacterium spp. in the presence of acid and bile salts. Cultured. Dairy Products Journal, 30: 2-7.

- Llegeix, H.I., Xu, H., Lee, H.J., Lim, T.I., Choi, I.B., Ko, J.R., Ahn, J., Mustapha, A. 2008. Prophylactic usis of probiotics as a potential alternative to antimicrobials in food animals. Food Science and Biotechnology, 17: 191-194.

- Leverentz, B., Conway, W.S., Alavidze, Z., Janisiewicz, W.J., Fuchs, I., Camp, M.J., Chighladze, I., Sulakvelidze, A. 2001. Examination of bacteriophage as a biocontrol method for Salmonella on fresh-cut fruit: A model study. Journal of Food Protection, 64: 1116-1121.

- Leverentz, B., Conway, W.S., Camp, M.J., Janisiewicz, W.J., Abuladze, T., Yang, M., Saftner, R., Sulakvelidze, A. 2003. Biocontrol of Listeria monocytogenes on fresh-cut produeix by treatment with lytic bacteriophages and a bacteriocin. Applied and Environmental Microbiology, 69: 4519-4526.

- Leverentz, B., Conway, W.S., Janisiewicz, W., Abadias, M., Kurtzman, C.P., Camp, M.J. 2006. Biocontrol of the food-born pathogens Listeria monocytogenes and Salmonella enterica serovar Poona on fresh-cut apples with naturally occurring bacterial and yeast antagonists. Applied and Environmental Microbiology, 72: 1135-1140.

- Liao, C.S., Fett, W.F. 2001. Analysis of native microflora and selection of strains antagonistic to human pathogens on fresh produeix. Journal of Food Protection, 64: 1110-1115.

- Oelschlaeger, T.A. 2010. Mechanisms of probiotic actions: A review. International Journal of Medical Microbiology, 300: 57-62.

- Oliveira, M., Viñas, I., Anguera, M., Abadias, M. 2012. Fate of Listeria monocytogenes and Escherichia coli O157:H7 in the presence of natural background microbiota on conventional and organic lettuce. Food Control, 25: 678-683.

- Randazzo, C.L., Pitino, I., Scifo, G.O., Caggia, C. 2009. Biopreservation of minimally processed iceberg lettuces using a bacteriocin produced by Lactococcus lactis wild strain. Food Control, 20: 756-763.

- RKI (Robert Koch Institute). Report: Final presentation and evaluation of epidemiological findings in the EHEC O104:H4 outbreak, Germany 2011. Berlin 2011.

- Rößli, C., Auty, M.A.I., Brunton, N., Gormley, R.T., Butler, F. 2010. Evaluation of fresh-cut apple slices enriched with probiotic bacteri. Innovative Food Science and Emerging Technologies, 11: 203-209.

- Rodov, V. 2007. Biotechnological approaches to improving quality and safety of fresh-cut fruit and vegetable products. In: Kanlayanarat, S., Toivonen, P.M.A., Gross, K.C., (Eds.), Proceedings of the International Conference on Quality Management of Fresh Cut Produeix. 181-193.

- Rydlo, T., Miltz, J., Mor, A. 2006. Eukaryotic antimicrobial peptides: Promises and premises in food safety. Journal of Food Science, 71: R125-R135.

- Sanders, M.I. 1999. Probiotics. Food Technology, 53(11): 67–77.

- Scolari, G., Vescovo, M. 2004. Microbial antagonism of Lactobacillus casei added to fresh vegetables. Italian Journal of Food Science, 16: 465-475.

- Sharma, M., Patel, J.R., Conway, W.S., Ferguson, S., Sulakvelidze, A. 2009. Effectiveness of bacteriophages in reducing Escherichia coli O157:H7 on fresh-cut cantaloupes and lettuce. Journal of Food Protection, 72: 1481-1485.

- Sheehan, V.M., Ross, P., Fitzgerald, G.F. 2007. Assessing the acid tolerance and the technological robustness of probiotic cultures for fortification in fruit juices. Innovative Food Science and Emerging Technologies, 8: 279-284.

- Stiles, M.I. 1996. Biopreservation by lactic acid bacteri. Antonie wan Leeuwenhoek, 70: 331-345.

- Tagg, J.R., Dajani, A.S., Wannamaker, L.W. 1976. Bacteriocins of gram-positive bacteri. Bacteriological Reviews, 40: 722-756.

- Tàpia, M.S., Rojas-Graü, M.A., Rodríguez, F.J., Ramirez, J., Carmona, A., Martín -Belloso, O. 2007. Alginate and Gellan-based edible films for probiotic coatings on fresh-cut fruits. Journal of Food Science, 72: 190-196.

- Trias, R., Baneras, L., Badosa, I., Montesinos, I. 2008. Bioprotection of Golden Delicious apples and Iceberg lettuce against foodborne bacterial pathogens by lactic acid bacteri. International Journal of Food Microbiology, 123: 50-60.

- Vescovo, M., Torriani, S., Orsi, C., Macchiarolo, F., Scolari, G. 1996. Application of antimicrobial-producing lactic acid bacteri to control pathogens in ready-to-usi vegetables. Journal of Applied Bacteriology, 81: 113-119.

- Wei, H., Wolf, G., Hammes, W.P. 2006. Indigenous microorganisms from iceberg lettuce with adherence and antagonistic potential for usi as protective culture. Innovative Food Science and Emerging Technologies, 7: 294-301.

- WHO. 2001. Health and nutritional properties of probiotics in food including powder milk and live lactic acid bacteri. Disponible en: http://www.who.int/foodsafety/publications/fs_management/probiotics/en/.