No los sospechosos habituales: 5 lagunas en su programa de vigilancia medioambiental

Incluso los programas de vigilancia de la limpieza y la desinfección mejor planificados tienen sus puntos ciegos. Stefan Widmann analiza cinco de las lagunas más probables -y más peligrosas- de su programa de vigilancia medioambiental y le explica cuáles son, por qué debe preocuparse por ellas y qué puede hacer al respecto.

#1 Microorganismos viables pero no cultivables (VBNC)

Durante mucho tiempo, los microbiólogos supusieron que cualquier bacteria que no creciera en medios de cultivo normales estaba muerta. Investigaciones posteriores revelaron que existe un tercer estado más allá de cultivable y muerto: viable pero no cultivable (VBNC).

En general, las bacterias en estado VBNC no se multiplican pero siguen vivas, como demuestra su actividad metabólica. Lo más relevante para nosotros es el hecho de que pueden volverse cultivables tras la reanimación y proliferar así en los alimentos. Además, algunas bacterias patógenas no crecen en ausencia de un huésped y sólo necesitan sobrevivir en los alimentos hasta su ingestión para causar enfermedad.

Hay muchas razones por las que las bacterias pueden pasar al estado VBNC; la inanición, la incubación fuera del rango de temperatura óptimo para el crecimiento, las concentraciones osmóticas elevadas, los niveles de concentración de oxígeno o la exposición a la luz blanca son sólo algunas causas. Los rasgos específicos de la cepa bacteriana en cuestión determinan qué causa exactamente que las bacterias entren en este estado.

¿Por qué debería importarle?

Algunas bacterias capaces de entrar en el estado VBNC son preocupantes para la fabricación de alimentos. Aunque aún no conocemos todas las especies de bacterias que pueden convertirse en VBNC, sabemos de algunas que sí lo hacen; entre ellas se cuentan organismos indicadores (como Klebsiella aerogenes y Klebsiella pneumoniae), adulterantes (como Lactobacillus plantarumy Lactococcus lactis) y patógenos (como Salmonella Typhimurium, Campylobacter coli o Listeria monocytogenes).

Una vez identificadas, debemos preguntarnos si estas bacterias podrían volver a un estado plenamente cultivable y potencialmente patógeno. Los microbiólogos estuvieron, durante mucho tiempo, a oscuras sobre esta cuestión, ya que es difícil separar completamente las bacterias VBNC de las cultivables. Los investigadores han resuelto este problema, en parte, utilizando un enfoque estadístico: diluyen un elevado número de bacterias VBNC hasta el punto de que es casi imposible que quede ninguna bacteria cultivable. A continuación, se cuentan las bacterias tras un periodo de tiempo definido. Si se observan altos grados de crecimiento, la única conclusión posible es que las bacterias han abandonado el estado de VBNC y se han vuelto cultivables.

Otro corolario es que si pueden volver a un estado cultivable, también pueden volver a ser patógenas. Hay ejemplos de que exactamente este fenómeno ha provocado brotes. Por ejemplo, se sospechó de la presencia de E. coli O157 VBNC en un brote en Japón en 1997, ya que el número total de E. coli era insignificante y las cepas shigatoxigénicas como la O157 podían causar la enfermedad en números muy bajos.

#2 Bacterias anaerobias y microaerofílicas

Las bacterias anaerobias o, de forma más general, los microorganismos anaerobios, pueden dividirse en tres grupos: obligados, aerotolerantes y facultativos. Como sus nombres indican, cada uno de ellos tiene unos requisitos especiales en relación con el aire, o más exactamente, el oxígeno, que les rodea. A los anaerobios obligados como Clostridioides difficile les perjudica el oxígeno y morirán poco después de la exposición. Las bacterias aerotolerantes como Clostridium botulinum no pueden aprovechar el oxígeno y no morirán ni crecerán en su presencia. Los anaerobios facultativos pueden utilizar el oxígeno pero no lo necesitan para crecer, como es el caso de E. coli. También existe el grupo de bacterias microaerófilas, como Campylobacter, que necesitan algo de oxígeno para crecer, aunque en cantidades mucho menores (1-2%) que en el aire normal, pero que pueden inhibirse en condiciones aeróbicas.

¿Por qué debería importarle?

Varias bacterias patógenas tienen estos requisitos especiales de crecimiento. Actualmente, las especies de Campylobacter termotolerantes son motivo de preocupación entre los profesionales de la salud pública. De media, uno de cada dos pollos está infectado por Campylobacter, lo que convierte a la carne de ave en una de las causas más comunes de intoxicación alimentaria. En la UE, las enfermedades causadas por especies de Campylobacter se producen dos veces más a menudo que las causadas por Salmonella. Del grupo de los anaerobios, una especie de Clostridia como C. botulinum es responsable de la enfermedad de origen alimentario conocida como botulismo, transmitida a menudo a través de alimentos enlatados (es decir, pobres en oxígeno), en los que C. botulinum puede prosperar y producir el compuesto botulínico, tóxico para el ser humano. Otra especie de Clostridia, C. perfringens, es la fuente más común de intoxicación alimentaria en EE.UU. y Canadá y provoca síntomas como calambres abdominales y diarrea. El riesgo de infección por C. perfringens se correlaciona especialmente con los alimentos conservados o almacenados en condiciones cálidas durante periodos de tiempo más largos, lo que favorece su crecimiento hasta alcanzar cifras infecciosas (104 ufc/g).

#3 La gran anomalía del recuento en placa

Algunas estimaciones indican que sólo el 1% de las bacterias pueden cultivarse con los conocimientos y técnicas de que disponemos actualmente. La "anomalía del gran recuento en placa" es el término que utilizamos para describir la observación de que los recuentos de células microscópicas son significativamente superiores a los recuentos correspondientes de "unidades formadoras de colonias" en placas de agar. Un par de ejemplos pueden ilustrar mejor este fenómeno: mientras que el 50% de los microorganismos de la flora bucal pueden cultivarse con placas de agar, la mayor parte de la flora gastrointestinal no puede cultivarse en absoluto. Las razones de ello son numerosas, pero la comunidad de organismos que rodea a la especie en cuestión, incluidas otras bacterias así como plantas y animales, puede desempeñar un papel importante.

Los métodos de recuento aeróbico en placa se basan en medios muy generales, que no favorecen el crecimiento de la mayoría de los grupos de bacterias. Técnicamente, esto no forma parte realmente de la gran anomalía del recuento en placa, ya que algunas bacterias son capaces de crecer en placas de agar especiales en condiciones especiales (como las condiciones anaeróbicas o microaerófilas).

¿Por qué debería importarle?

La gran anomalía del recuento en placa no plantea problemas significativos en las pruebas cotidianas, ya que los recuentos aeróbicos en placa de los microorganismos indicadores son específicos de un entorno de producción determinado y, como tales, son siempre relativos a una línea de base establecida y determinada para ese entorno de producción. Sin embargo, los métodos en placa consumen mucho tiempo, ya que requieren un periodo de incubación de hasta tres días, dependiendo del protocolo en vigor. Existen métodos directos que no requieren un paso de cultivo para contar las bacterias; los microscopios proporcionan una visión completa de las bacterias, pero también consumen mucho tiempo. Aunque los métodos directos como la citometría de flujo son habituales en las instalaciones de tratamiento de aguas, no lo son en la industria alimentaria.

#4 Bacterias psicrótrofas

Las bacterias psicrotróficas pueden crecer a temperaturas tan bajas como 0 °C, con temperaturas óptimas y máximas de crecimiento por encima de 15 °C. Esto hace que estos microbios sean especialmente problemáticos para alimentos y bebidas como la carne cruda y la leche almacenada a bajas temperaturas durante largos periodos de tiempo. Los grupos de bacterias psicrótrofas que se encuentran con más frecuencia en los alimentos son los géneros Gram negativos Pseudomonas, Aeromonas, Achromobacter, Serratia, Alcaligenes, Chromobacterium y Flavobacterium, así como los géneros Gram positivos como Bacillus, Clostridium, Corynebacterium, Streptococcus, Lactobacillus y Microbacteria. También se sabe que la Listeria monocytogenes y algunas cepas de Clostridium botulinum pueden proliferar a temperaturas de refrigeración.

¿Por qué debería importarle?

Las bacterias psicrotróficas son adulterantes y pueden disminuir significativamente la calidad y la vida útil de los alimentos. Las instalaciones de producción y los tanques de almacenamiento refrigerados ofrecen un entorno favorable para la multiplicación de estas especies de bacterias. En la leche refrigerada, por ejemplo, Pseudomonas fluorescens puede producir tanto proteasas como lipasas. Por ello, las especies pertenecientes al género Pseudomonas se consideran las responsables típicas de las dificultades tecnológicas, ya que las proteasas y lipasas que producen pueden provocar la degradación de la grasa y las proteínas de la leche, dándole un color grisáceo y un sabor amargo. Las especies de Pseudomonas son los microorganismos responsables con mayor frecuencia del deterioro de la carne refrigerada almacenada aeróbicamente. Es bien sabido que las especies de Pseudomonas son muy robustas y capaces de soportar condiciones ambientales estresantes que inhibirían el crecimiento de otros microorganismos de deterioro. En la carne cruda refrigerada y envasada al vacío, la microflora está dominada en la mayoría de los casos por bacterias lácticas psicrótrofas. Además, el crecimiento de patógenos durante el almacenamiento refrigerado podría provocar enfermedades graves.

#5 Biopelículas

Los microorganismos son capaces de colonizar superficies formando una matriz polimérica en la que pueden estar presentes múltiples especies microbianas; esto se conoce como biopelícula. Las pruebas demuestran que la capacidad de formar biopelículas y sobrevivir en ellas no está restringida a grupos específicos de microorganismos. De hecho, la gran mayoría de las bacterias son capaces de formar biopelículas. Por tanto, las biopelículas pueden estar compuestas por monocultivos o por varias especies de microorganismos diferentes. Algunos investigadores han sugerido que la compleja estructura de las biopelículas mixtas las hace más estables y más resistentes a los productos químicos de limpieza. La población inicial que se adhiere a la superficie puede cambiar las propiedades de esa superficie, permitiendo que las que vengan después se adhieran mediante la asociación célula a célula; en algunos casos, la adhesión de una segunda especie puede aumentar la estabilidad de la población de la biopelícula. Por ejemplo, los estudios demuestran que es más probable que L. monocytogenes se adhiera al acero en presencia de Pseudomonas.

¿Por qué debería importarle?

Las biopelículas que se forman en los equipos de procesado de alimentos y otras superficies en contacto con los alimentos actúan como una fuente persistente de contaminación, amenazando la calidad y seguridad general de los productos alimentarios y pudiendo provocar enfermedades de transmisión alimentaria, así como pérdidas económicas. Se sabe que los microorganismos causantes del deterioro son responsables de casi un tercio de las pérdidas en las cadenas de suministro alimentario, lo que convierte la prevención y el control de las biopelículas en una prioridad en la industria alimentaria. Los microorganismos que se forman o prosperan en biopelículas son más resistentes a la desinfección, lo que los hace problemáticos en una amplia gama de industrias alimentarias. Otros efectos de las biopelículas, como la corrosión de las superficies metálicas, constituyen otra preocupación crítica en las industrias alimentarias. En cualquier caso, la presencia de biopelículas en una fábrica de alimentos pone en riesgo la salud humana. El grado de riesgo depende de la especie bacteriana que forme esta estructura tridimensional y viva.

¿Cómo colmar estas lagunas?

El potencial de la citometría de flujo Los productores de alimentos no suelen tener muchas opciones a su disposición. Las que ofrecen un mínimo de precisión, como la tinción vital en combinación con microscopios, pueden cuantificar las bacterias VBNC, pero llevan mucho tiempo y requieren equipos especiales. Todos los grupos de bacterias anaerobias y microaerofílicas -con la notable excepción de los anaerobios facultativos- pueden crecer en placas de agar clásicas, pero sólo bajo niveles de oxígeno cuidadosamente controlados.

Sin embargo, las placas de agar no son la panacea. Las placas de agar sólo son capaces de contar aproximadamente el 1% de las especies conocidas de bacterias y tardan días en ofrecer resultados -hasta 10 días en el caso de las bacterias psicrótrofas-. Los métodos de ATP, aunque rápidos, no cuantifican las bacterias y sólo tienen una utilidad limitada en la detección de bacterias procedentes de biopelículas; los datos cinéticos de células planctónicas en suspensión libre no deben utilizarse como referencia, ya que la liberación de ATP es mucho menor en el caso de las biopelículas. Además, las trazas de ATP procedentes de residuos alimentarios o de hongos pueden eclipsar fácilmente el ATP liberado por las bacterias, ya que las células eucariotas contienen 10 millones de veces más ATP que las células procariotas. En consecuencia, los dispositivos de ATP utilizados para detectar biopelículas tienden a tener un límite de detección mucho más alto, lo que significa que no son tan sensibles como lo serían al detectar bacterias que flotan libremente.

Cada uno de estos cinco casos ha demostrado lo difícil que puede ser detectar bacterias y residuos en las superficies de producción de alimentos; las deficiencias de los métodos de detección más comunes, como el chapado y las pruebas de ATP, son tan pertinaces como bien documentadas.

¿Qué pueden hacer los productores de alimentos para colmar las lagunas que dejan los métodos culturales y las pruebas ATP? En el siguiente artículo, mi colega Cristian Ilea analiza el potencial de la citometría de flujo por impedancia y el citómetro de flujo CytoQuant®, una nueva solución que cuantifica inmediatamente las bacterias y las partículas residuales en las superficies.