Intervenciones bactericidas en frutas y vegetales

Las frutas y vegetales son susceptibles a la contaminación por patógenos y otros microorganismos adulterantes en muchos puntos de la cadena de suministro. El riesgo puede reducirse siguiendo buenas prácticas, para ayudar a controlar los peligros físicos, químicos y microbiológicos; y a su vez, minimizar la probabilidad de convertirse en fuente de enfermedades transmitidas por los alimentos.

En los últimos años se ha dado un incremento en el consumo de frutas y vegetales, por considerarse alimentos más saludables. Así como también un aumento de los brotes de enfermedades transmitidas por alimentos. La Administración de Medicamentos y Alimentos de EE. UU. (FDA por sus siglas en inglés) junto con el Centro para el Control y la Prevención de Enfermedades (CDC por sus siglas en inglés), investigan los brotes para controlarlos, para evitar que más personas se enfermen, y para aprender a prevenirlos en el futuro. Desde el 2019 hasta la fecha, la FDA ha reportado brotes de enfermedades por Salmonella, Ciclospora, Listeria monocytogenes, E.coli O157:H7 y Hepatitis A; relacionados con cebollas rojas, ensaladas en bolsas, hongos, moras frescas, lechuga romana, frutas mixtas empacadas, papayas frescas enteras, bandejas de verduras y melones pre cortados.

La conservación efectiva de frutas y verduras depende de la prevención de la contaminación por microorganismos patógenos y causantes de descomposición durante la producción, el procesamiento, el almacenamiento y la distribución. Los tipos de microorganismos pueden variar mucho dependiendo de las prácticas agrícolas, del tipo de cultivo, de las condiciones climatológicas, de los fertilizantes químicos, de la higiene de la planta de proceso y del control de las operaciones.

La contaminación bacteriana debe disminuirse por medio de la remoción de la tierra, y la suciedad, mediante el lavado y la desinfección.  Se debe disponer de un suministro de agua idóneo y de una calidad apta para utilizarse en distintas operaciones en la producción primaria. También el agua que se va a utilizar para transportar, enjuagar y lavar las frutas y vegetales debe ser potable y libre de microorganismos. De lo contrario, puede producirse una contaminación cruzada en los productos a través de la dispersión de los microorganismos en el agua.

LAVADO DE FRUTAS Y VEGETALES

El saneamiento de frutas y vegetales es una práctica común para reducir la contaminación superficial. Sin embargo, la aplicación de estos tratamientos depende de la tolerancia del alimento al agua. El procedimiento de lavado de frutas y vegetales frescos (Ver Figura 1) debe incluir los siguientes pasos:

  1. Remover la suciedad superficial por limpieza en seco, esto con el objetivo de reducir al mínimo la acumulación de suciedad, se pueden utilizar métodos de limpieza como agitación o cepillado.
  2. Enjuagar las frutas y vegetales con agua para remover suciedad, es importante vigilar la calidad del agua mediante análisis para la detección de organismos indicadores o de patógenos transmitidos por alimentos y dependiendo del producto, se debería controlar la temperatura del agua para minimizar su infiltración y por ende la internalización de microorganismos. Este fenómeno de internalización, puede suceder durante el empacado y el procesamiento de los alimentos. Cuando una fruta u hortaliza es expuesta a un descenso brusco de temperatura, el espacio interno se llena de aire, y cuando esto ocurre, ese aire interno se enfría y se contrae, generando un vacío parcial que permite que el agua y cualquier microorganismo puedan transportarse al interior del producto a través de los poros, canales o punciones en el alimento.
  3. Desinfectar las frutas y vegetales con ácido peracético o ácido láctico (por inmersión o aspersión), con el fin de garantizar una mayor reducción de la contaminación microbiana.

En este punto se debe tener en cuenta lo siguiente:

  • Verificar características del agua como el pH, turbidez y dureza, ya que pueden influir en la eficacia de los tratamientos biocidas.
  • El agua debería cambiarse con una frecuencia suficiente para prevenir la acumulación de materia orgánica y reducir al mínimo la contaminación cruzada.
  1. Dejar escurrir, es importante ya que el exceso de agua puede ser un medio excelente para el crecimiento de microorganismos durante la conservación, en especial para las frutas mínimamente procesadas.

Figura 1. Lavado de frutas y vegetales

En este blog se profundizará sobre dos familias de productos químicos con propiedades antimicrobianas para frutas y vegetales: el ácido peracético (EXTRIM) y el ácido láctico (SAFE GREENS).

TRATAMIENTOS QUÍMICOS

Tradicionalmente, el agua clorada ha sido el desinfectante más utilizado para el lavado de productos frescos. Sin embargo, este tratamiento tiene un efecto mínimo, porque las esporas bacterianas exhiben resistencia al cloro, y demuestra reducción de menos de 2 log UFC/g de patógenos en productos frescos. Las soluciones de hipoclorito son sensibles a los cambios de temperatura y pH. Estos compuestos son de acción rápida y menos costosos que otros desinfectantes, pero tienden a ser más corrosivos e irritantes. Adicional, algunos países no permiten el uso de cloro para el lavado de frutas y vegetales, porque puede reaccionar con la materia orgánica generando hidrocarbonos clorados y trihalometanos, compuestos sospechosos de ser cancerígenos. Esta situación ha determinado la búsqueda de otros productos desinfectantes amigables con el medio ambiente. Alternativas prometedoras son la aplicación de ácidos orgánicos, como el ácido peracético y el ácido láctico. El interés por estos desinfectantes, no solo se debe a su capacidad de inactivación frente a una amplia gama de microorganismos patógenos y de deterioro, sino también a su capacidad para mantener la calidad sensorial del producto.

ÁCIDO PERACÉTICO (EXTRIM)

Modo de acción: el ácido peracético (PAA por sus siglas en inglés) es un eficaz desinfectante producto de la combinación de peróxido de hidrógeno y ácido acético. Su actividad biocida consiste en la acción de agentes oxidantes que actúan sobre las paredes celulares de las bacterias, y cápsulas virales, dañándolas e incrementando la permeabilidad de las mismas, lo cual conduce a la muerte celular, ya que se desnaturalizan proteínas, se inactivan las enzimas, y causa la oxidación de ácidos nucleicos, lo que produce inestabilidad y por consiguiente lisis celular. El ácido peracético es muy reactivo y se descompone rápidamente en subproductos inofensivos como el ácido acético, oxígeno y agua. Estas características de buena eficacia, esencialmente sin residuos tóxicos y fácil aplicación, han hecho que los tratamientos químicos con compuestos como el ácido peracético se encuentren entre los métodos más efectivos para el control de la contaminación microbiana de frutas y vegetales.

Actividad antimicrobiana: una de las principales ventajas del PAA es que tiene un amplio espectro biocida y que resulta efectivo en un rango amplio de temperaturas (0 a 40 °C). Se ha demostrado que el PAA reduce poblaciones microbianas en el agua de proceso y se ha determinado que tiene un afecto antimicrobiano a una concentración de 80 ppm de ácido peracético, demostrando una alta capacidad reductora de microorganismos patógenos como L. monocytogenes, Salmonella spp. y E. coli. Un ejemplo es el estudio expuesto por Rodgers et al. (2004), donde se demuestra que, utilizando 80 ppm de ácido peracético por 5 min de contacto, se logró una reducción de 4,5 Log10 de E. coli 0157:H7 y L. monocytogenes en productos frescos como manzana, lechuga, fresas y melón. Agregado a esto, se demuestra que el PAA presenta acción biocida, sin llegar a dañar la calidad del producto. Algunos factores que pueden influir en la efectividad del PAA son: dosis, tiempo de contacto, cobertura y etapa del proceso en la cual se desea aplicar el desinfectante, información que es importante analizar en cada caso.

Aplicaciones y Regulaciones: el PAA está aprobado para aplicación en el lavado o pelado de frutas y vegetales que no son productos agrícolas crudos, ya sea por inmersión o aspersión, a una concentración máxima de 80 ppm ácido peracético, sin necesidad de posterior enjuague; según el 21 CFR 173.315 (5) (Edición 01-abr-19) (FDA). Y para el lavado y/o enjuague de productos etiquetados como “orgánicos” es permitido el uso del ácido peracético, a las concentraciones avaladas por la FDA, según el 7 CFR 205.605 (b) (Edición 01-ene-20) (USDA).

Determinación química: dado que la concentración es importante para el cumplimiento normativo y una desinfección eficaz, hay varias opciones para medir el PAA, entre las más comunes se encuentran: tiras reactivas que cambian de color y métodos de titulación.ÁCIDO LÁCTICO (SAFE GREENS)

Modo de acción: es un ácido orgánico que se encuentra naturalmente en varios alimentos. Se produce comercialmente por fermentación de carbohidratos como glucosa, sacarosa o lactosa, o por un procedimiento que implica la obtención de lactonitrilo a partir de acetaldehído y cianuro de hidrógeno y la posterior hidrólisis a ácido láctico.

Es bien sabido que muchos microorganismos patógenos y de descomposición no pueden crecer a valores de pH bajos. Es por esto que los ácidos orgánicos tienen propiedades antimicrobianas al disminuir el pH de la disolución aplicada. El ácido láctico se ha descrito como un agente antimicrobiano debido a la capacidad de reducción del pH celular interno del organismo, debido a la disociación de los iones de hidrógeno. La alteración de la capacidad de la célula para mantener la homeostasis del pH provoca la alteración y/o daño de la permeabilidad de la membrana que resulta en fugas, la inhibición de la glucólisis y la interferencia con el transporte de nutrientes. El ácido láctico es ampliamente utilizado para tratamientos de desinfección, ayudando a controlar o disminuir la carga microbiana en los alimentos.

Actividad antimicrobiana: Hay algunos estudios que investigan la eficacia de los ácidos orgánicos para el tratamiento vegetal. Por ejemplo, en un estudio realizado para determinar la eficacia relativa de aplicaciones de lavado con ácidos orgánicos para la descontaminación de lechuga, se demostró que, con 2 min de tratamiento por inmersión con ácido láctico al 0.5% se logró una reducción de 2,7 Log10 de E. coli y 2 Log10 de L. monocytogenes. Además, se señala que la calidad sensorial de la lechuga no se vio afectada significativamente.

Aplicaciones y Regulaciones: está incluido en la lista de los componentes GRAS (sustancias alimentarias directas generalmente reconocidas como seguras) según el 21 CFR 184.1061 (3) (Edición 01-abr-19) (FDA) definido también como agente antimicrobiano y un agente de control de pH (170.3). El ácido láctico cumple con las especificaciones del Codex de Productos Químicos Alimentarios.

Determinación química: actualmente se encuentra disponible el método de titulación para determinar la concentración del ácido láctico en el agua de lavado.

Ambos tratamientos químicos, tienen ventajas y beneficios sobre otros compuestos para el uso en descontaminación de frutas y vegetales, y lo más importante se encuentran aprobados para su uso.

En Kemical disponemos de desinfectantes formulados a base de ácido peracético (EXTRIM) ideal para utilizarse en la industria alimentaria y de ácido láctico (SAFE GREENS) idóneo para utilizarse en restaurantes, hoteles, supermercados, hospitales, entre otros.

Nuestro propósito es proteger la salud, higiene y bienestar de las personas; por eso estamos en la mejor disposición de asesorarle.

Sobre el Autor:
Melissa Murillo, Ejecutiva de Cuenta del Departamento Comercial, Kemical
Referencias
  1. Marriott, N. G., Schilling, M. W., & Gravani, R. B. (2018). Sanitizers. In Principles of Food Sanitation, Food Science Text Series (6th ed., pp. 351–363). Springer International Publishing AG. https://doi.org/10.1007/978-3-319-67166-6_
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  8. Rodgers, Stephanie. A comparison of different chemical sanitizers for inactivating Escherichia coli O157:H7 and Listeria monocytogenes in solution and on apples, lettuce, strawberries and cantaloupe.  Food Prot. 67: 721-731.
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