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Biopelículas de Bacterias Lácticas Protegen Superficies de Industrias Alimentarias
Investigadores españoles y brasileños estudian la viabilidad de aplicar estructuras microscópicas construidas con microorganismos que repelan los microbios nocivos de los objetos e instrumentos de los procesos productivos.
Investigadores de las Universidades de Jaén y São Paulo en Brasil han evaluado las propiedades de bacterias lácticas probióticas para proteger las industrias alimentarias de patógenos. Los expertos apuntan que el diseño de biopelículas con ciertas cepas probióticas puede utilizarse como alternativas para el control de la formación de bacterias perjudiciales sin conferir un riesgo para los consumidores.
Las superficies de las industrias alimentarias, así como aquellas maquinarias e instrumentos que utilizan están expuestos a la contaminación de bacterias como Listeria monocytogenes, Salmonella typhimurium y Escherichia coli que si pasan a la cadena alimentaria pueden afectar a la salud del consumidor. Hasta el momento, se aplican sanitizantes de origen químico para erradicar estas bacterias. Sin embargo, hay zonas de difícil acceso donde los expertos de la Universidad de São Paulo y Jaén proponen una alternativa: biofilms con bacterias lácticas latentes, que comiencen a liberarse cuando detecten los patógenos.
La idea es aplicar biopelículas, estructuras microscópicas en forma de láminas blanquecinas que generan una sustancia de aspecto mucoso. Esa sustancia que producen las bacterias supone su mecanismo de protección. “Vimos un trabajo anterior en el que aplicaban un bacilo pulverizado a las superficies y materiales de los hospitales en Bélgica y Reino Unido con buenos resultados y pensamos en la industria alimentaria”, relata una de las autoras del estudio, Natacha Caballero.
Los expertos plantean una alternativa en su artículo titulado ‘Use of Potential Probiotic Lactic Acid Bacteria (LAB) Biofilms for the Control of Listeria monocytogenes, Salmonella Typhimurium, and Escherichia coli O157:H7 Biofilms Formation’, publicado en la revista Frontiers in Microbiology. Se trata de proteger las superficies industriales de difícil acceso con biocapas de bacterias propias de la flora del alimento que procesan. “Por ejemplo, se podría utilizar las bacterias de una fábrica de quesos para proteger sus instrumentos y superficies, así si se produce arrastre al alimento, es de los propios microorganismos que son su materia prima”, ejemplifica.
De esta forma, se propone una alternativa más sostenible con microorganismos que cumplen una función protectora. “La seguridad alimentaria exige utilizar productos de desinfección pero, a la vez, la cantidad de esos sanitizantes pueden crear resistencia de nuestro organismo a productos químicos y antibióticos. Utilizando bacterias de la propia industria, evitamos la resistencia futura”, explica.
Bajo esta premisa, las superficies de plástico industriales se convirtieron en su área de análisis. En estas áreas, el efecto antimicrobiano de las bacterias se produce en un doble sentido. Por un lado, se produce una exclusión de otras bacterias perjudiciales, ya que si en ese ecosistema viven ya beneficiosas, los patógenos no los ocupan. Por otro lado, son productoras de sustancias naturales antimicrobianas que erradican los agentes nocivos.
COLECCIÓN DE BACTERIAS
Los expertos seleccionaron ocho bacterias de una colección de la Universidad de São Pablo, procedentes de alimentos fermentados como leche, quesos o charqui un producto tradicional brasileño. En concreto, dos lactococos y el resto de distintos géneros de lactobacilos.
La elección se basó en las características que los investigadores requerían. Por un lado, sus características probióticas como la capacidad de agregarse, además de que produjeran sustancias antimicrobianas como bacteriocinas y biosurfractantes. Las primeras son moléculas que las bacterias segregan para defenderse de los agentes extraños, ya que inhiben el crecimiento bacteriano.
Por su parte, los biosurfractantes son compuestos que repelen el agua. Generan una capa en la superficie que evita la adhesión de otras bacterias por su carga y estructura molecular.
Tras analizar las características de agregación y sus posibilidades como bacteriocinas y biosurfractantes, los investigadores han seleccionado tres bacterias viables.
De entre ellas, la más efectiva es el Lactobacilus helveticus, procedente de queso de cabra, que destaca por ser productora de biosulfractante, no presenta ningún gen de virulencia, ni resistencia a antibióticos. Sin embargo, no produce bacteriocina. Una sustancia que sí genera la denominada Lactobacillus curvatus y por ello, se ha seleccionado. Sin embargo, ésta sí posee resistencia a algunos de los antibióticos estudiados.
En este sentido, las conclusiones apuntan que no existe una solución unida a una única bacteria, sino que, en cada ambiente, sería interesante aplicar una o una combinación de ellas. “Incorporar bacterias a la carta, según la industria, se convertiría en una buena opción para reducir costes, aprovechar la propia materia prima que son los alimentos y las bacterias asociados a ellos”, precisa.
El siguiente paso de este estudio, financiado por FAPESP (Agencia financiadora de la investigación en el estado de São Paulo) y desarrollado en la Universidad de São Pablo, es continuar analizando otro tipo de bacterias y ambientes con superficies distintas como el polietileno o el acero inoxidable, los principales materiales presentes en las industrias. También elegir el mejor mecanismo de aplicación de las biopelículas, si como recubrimientos o como piezas que se desechan y renuevan por otras.
Noticias Internacionales
Girolando, la mejor alternativa para la producción lechera en climas cálidos
Con una producción promedio de 5.000 litros de leche durante 305 días bajo el calor del clima tropical, estas terneras presentan una mayor resistencia y adaptación al entorno, lo que aumenta sus tasas de supervivencia. Estas cualidades las destacan en un país donde la cría de terneras enfrenta tasas de mortalidad de hasta el 25 %. Las terneras Girolando pueden producir en promedio 5.000 litros de leche durante 305 días en climas cálidos. Fotos: Felipe Argoty, magíster en Ciencias Agrarias de la Universidad Nacional de Colombia sede Palmira.
En Colombia la producción lechera afronta una crisis marcada por los altos costos tanto de los insumos importados utilizados por la industria como de los alimentos concentrados para el ganado, además de factores como la tendencia al bajo consumo en el mercado y el encarecimiento de las tierras en zonas tradicionales de ganadería, entre otros, situación que ha obligado a los productores a buscar nuevas alternativas que permitan mantener la rentabilidad del negocio y reducir las pérdidas.
Foto. La cría de terneras enfrenta tasas de mortalidad de hasta el 25 %
Cerca del 80 % de la producción de leche proviene de animales con composición genuina en su genética, escenario en el que resaltan las terneras Girolando, una raza que toma y supera lo mejor del cruzamiento entre la productividad de la Holstein y la rusticidad de la Gyr, lo que les permite adaptarse a altas temperaturas, ser más tolerantes a parásitos y poderse pastorear en condiciones adversas, características que las convierten en la mejor opción para climas tropicales como los de Tolima, Valle del Cauca, Magdalena Medio y los Llanos Orientales y la Costa Caribe, en donde han demostrado un rendimiento superior.
En la industria lechera la etapa más crítica es la cría de las terneras, ya que es cuando los animales dependen de una adecuada alimentación y cuidados especiales para asegurar su supervivencia y óptimo desarrollo. Además de ser costosa, esta fase se asocia con altos índices de mortalidad, en particular por problemas de nutrición.
Ante este problema, durante su Maestría en Ciencias Agrarias en la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Palmira, el zootecnista Luis Felipe Argoty López evaluó mediante tres experimentos alternativas para mejorar la rentabilidad durante la cría, con dietas menos costosas pero con el aporte nutricional necesario para evitar problemas de crecimiento y desarrollo, clave en la crianza de reemplazo, cuando preparan a las terneras para que se conviertan en futuras vacas lecheras que renueven el hato y mantengan la productividad del sistema.
Foto. En Colombia cerca del 50 % de la producción de leche proviene de cruces de toros y cebús.
El Estudio
En la investigación se analizó el crecimiento y desarrollo ruminal (ingesta de alimento sólido) de 19 terneras Girolando F1 con edades entre 14 y 22 meses, en el corregimiento de Santa Rosa de Tapias, municipio de Guacarí (Valle del Cauca).
Para el trabajo se hicieron 3 grupos de animales con sendos tratamientos. A los del primer grupo (grupo control) se le suministraron 4 litros de leche al día, repartidas en dos tomas, y concentrado comercial; al segundo, 4 L de leche distribuidos en tres tomas, más consumo de alimento experimental; y al tercer grupo, 4 L de leche distribuidos en tres tomas, más consumo de alimento comercial. A todos los tratamientos se les suministró pasto pangola y agua a voluntad.
Sobre el alimento experimental, el investigador explica que “hicimos ajustes dentro de la proteína, la pusimos un poco más disponible dentro de la dieta de las terneras, usamos soya, maíz, algunos cereales, premezclas, un promotor de crecimiento ruminal y lo que utilizan todos los alimentos concentrados, porque el reto era hacer un concentrado experimental similar en composición al comercial, pero con algunas mejoras”.
Foto. El estudio se realizó con 19 terneras en el corregimiento de Santa Rosa de Tapias (Valle del Cauca)
También recolectó muestras de sangre cada 15 días, para analizar metabolitos como proteína, albúmina, globulinas, calcio, betahidroxibutirato (BHB) y cortisol. Así mismo evaluó parámetros biométricos como edad, peso, circunferencia, altura, ganancia de peso, consumo promedio y conversión alimenticia. Cada variable evaluada se analizó estadísticamente a través de un modelo mixto de medidas repetidas.
Aunque en la ganancia de peso los resultados no arrojaron diferencias significativas entre los tratamientos, entre muestreo sí las hubo y se evidenció que la edad de los animales influye en la concentración de proteínas en la sangre y que el BHB permite conocer indirectamente el desarrollo ruminal.
También se evidenció que “la edad de los animales influye en la concentración de proteínas en la sangre y que el BHB permite conocer indirectamente el desarrollo ruminal”.
Foto. Con la raza Girolando se puede obtener una producción lechera más competitiva y menos dependiente de razas europeas
El investigador destaca que, “este indicador sugiere que las terneras están desarrollando su rumen de forma óptima, lo cual es esencial para una digestión eficiente, y en última instancia para su futura capacidad de producir leche”.
También se registraron bajos niveles de cortisol en la sangre, una hormona que se libera en respuesta al estrés y puede afectar el crecimiento y la salud general del animal. Altos niveles de este indican que las terneras están experimentando estrés, lo que puede influir negativamente en su sistema inmunológico y reducir su capacidad de aprovechar nutrientes, afectando el desarrollo del rumen y la futura producción de leche.
“Si logramos que más productores opten por razas como la Girolando, tendríamos una producción lechera más competitiva y menos dependiente de razas europeas, cuya adaptación a nuestras condiciones es limitada”, anota el magíster.
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