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Un Método que Permite Eliminar Antibióticos de la Leche

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¿Solución para un principal problema de la industria láctea?. En la Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo en México (UAEH), José Antonio Rodríguez Ávila, doctor en química analítica, desarrolla un método que permita la separación de los antibióticos de la leche de vaca de una forma rápida y eficiente.

Durante la primera etapa del proyecto, el joven investigador ha logrado desarrollar un procedimiento que permite remover —para fines de análisis laboratoriales— los antibióticos de un litro de leche en 10 minutos.

Para ello, ha sintetizado imanes en polvo, los cuales recubre con un sólido modificado capaz de retener estos fármacos. El hecho de utilizar un sólido magnético le permite, con la utilización de un imán, separar fácilmente las partículas que han adsorbido los antibióticos de la leche.

Como segunda etapa del proyecto, José Rodríguez busca adecuar el método y diseñar la instrumentación necesaria para poder llevar la separación de los fármacos de la leche en procesos industriales.

Esto cobra relevancia por el problema de resistencia antimicrobiana, señalado por la Organización Mundial de la Salud (OMS), el cual se ve agravado por el consumo de dosis subterapéuticas de antibióticos en los alimentos. Estas pequeñas dosis, al ser consumidas, permiten a los microorganismos generar mecanismos de protección contra los medicamentos.

De una Casualidad a un Gran Proyecto

José A. Rodríguez explica que este proyecto surgió a raíz de la visita que un productor de queso hizo a su laboratorio. El productor llegó con un problema: a pesar de adicionar los microorganismos necesarios, la leche no le cuajaba y, por lo tanto, no podía producir queso.

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Fuente: Consejo Argentino para la Información y el Desarrollo de la Biotecnología

“En ese entonces teníamos en el laboratorio a un veterinario, quien nos dijo que había probabilidad de que la leche tuviera antibióticos y que estos estuvieran matando a los microorganismos. Así fue como comenzamos a analizar los residuos de estos fármacos en la leche”, recuerda el investigador.

José A. Rodríguez tenía ya experiencia en la detección de fármacos, pero enfocada en el análisis de antiinflamatorios en muestras de aguas residuales. Fue al adentrarse al mundo de los antibióticos en los alimentos cuando se dio cuenta de lo complicado que puede llegar a ser trabajar con compuestos que pertenecían a una gran variedad de familias y con estructuras bastante distintas entre sí.

Pero el problema no era solamente la gran cantidad de familias de antibióticos que podía encontrar, sino las diversas razones por las cuales estas sustancias pueden encontrarse en la leche.

¿Por qué hay Antibióticos en la Leche?

Existen tres razones por las que pueden encontrarse residuos de antibióticos en la leche, explica José A. Rodríguez. La primera es que cuando el ganado sufre alguna infección es necesario administrarle el fármaco para que se recupere. Y una de las vías por las que el fármaco se elimina, es la leche.

La segunda causa es debida a que los productores utilizan al antibiótico como un conservador para la leche, en búsqueda de que esta no se les eche a perder antes de comenzar los procesos que la llevarán al consumidor.

“Adicionalmente, los antibióticos también pueden ser administrados como promotores del crecimiento, cuando uno es ajeno a este tema supone que son las hormonas las que se usan para este fin, pero cuando investigas te das cuenta de que no, de que en dosis subterapéuticas los antibióticos también favorecen el crecimiento del ganado”, explica José A. Rodríguez.

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Foto. En la Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo (UAEH), José Antonio Rodríguez Ávila, doctor en química analítica, desarrolla un método que permita la separación de los antibióticos de la leche de vaca de una forma rápida y eficiente.

Dificultades de Separar los Antibióticos de la Leche

Debido a que los antibióticos presentes en la leche pueden provenir de una gran cantidad de familias de fármacos (penicilinas, tetraciclinas, cefalosporinas, etcétera), el grupo de investigación de la UAEH debió diseñar diferentes métodos para analizar varias de las familias.

“La complejidad del proyecto radica en que deseamos determinar cantidades del orden de microgramos por litro, estas son cantidades muy bajas, que componen menos de uno por ciento en la leche. El problema principal es cómo hacer para quitar todos los compuestos de la leche —la proteína, la lactosa, etcétera—, y que te quede solamente el antibiótico y tu disolvente”, detalla José A. Rodríguez.

El investigador comenta que esta parte del proceso se denomina preparación de la muestra, en el lenguaje de la química analítica, y es la etapa más compleja del proceso, pues debe buscarse la forma de ir eliminando, poco a poco, cada componente de la mezcla, pero reteniendo el elemento de interés. Es trascendental asegurar que la sustancia que se desea estudiar no se pierda durante el proceso, que en el caso de este proyecto, el antibiótico está presente en cantidades infinitamente pequeñas.

Sólidos Magnéticos para Retener el Fármaco

La solución que propuso el grupo de científicos, liderados por José A. Rodríguez, fue el diseño de un sólido magnético recubierto por un material capaz de adsorber los antibióticos de la leche, pero dejando inalterados los demás componentes.

Este ingenioso método permite adicionar el sólido, en forma de pequeñas partículas, a la leche y después, mediante un imán, separarlo del líquido. José A. Rodríguez explica que esta técnica permite tratar un litro de leche en 10 minutos, lo cual es un gran avance si se le compara con otras técnicas, que pueden tardar hasta uno o dos días en realizar la separación.

“Adicionalmente, si tenemos suerte, logramos que la leche ni siquiera tenga que ser tratada después de este procedimiento. Es decir, tomo la leche, le coloco el sólido modificado, lo retiro por imantación y ya está, no hay que hacer precipitaciones posteriores ni realizar algún otro proceso”.

Este resultado solo se ha conseguido obtener una sola vez. En la mayoría de los análisis, después de adicionar el sólido imantado, es necesario realizar unas cuantas etapas más para la separación completa del fármaco. Esto debido a la mezcla tan compleja que compone la leche. “Aquí radica la importancia de que nuestro sólido sea ultraselectivo para los componentes que deseamos separar”.

Una vez que se ha separado el sólido magnético, se requiere de sofisticadas técnicas de análisis para cuantificar las bajas cantidades de antibiótico presentes en la leche. Además, es necesario comprobar que los resultados de las técnicas y el método diseñado correspondan a las cantidades reales de fármaco en la muestra, para ello se deben comparar los resultados obtenidos con las metodologías oficiales, las cuales son bastante caras, complejas y tardadas, comenta el investigador.

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Industrialización del Proyecto

La presencia de antibióticos en la leche es un problema que ha sido señalado por la OMS. Esto debido a que el consumo de dosis subterapéuticas de antibióticos ha llevado al desarrollo de resistencia antimicrobiana y ocasionado que una gran cantidad de bacterias ya no sea sensible a los medicamentos de primera elección.

José A. Rodríguez reconoce la importancia de la regulación del uso de antibióticos en la salud humana y en el ámbito veterinario, es por esto que una de sus mayores ilusiones sería que su proyecto llegara a un punto de desarrollo que permitiera que su metodología se utilizara a nivel industrial para la remoción de estos fármacos de la leche.

“Lo ideal sería diseñar un filtro, como el que había antes en las casas para filtrar el agua, en el cual se pudiera hacer pasar el líquido, quitarle los antibióticos y que la leche quede intacta”, comenta el investigador.

Para lograr el uso a escala industrial del método diseñado por los científicos de la UAEH hace falta incorporar el sólido magnético en un adecuado sistema de filtrado. Desarrollo en el cual se encuentra trabajando sin descuidar el proceso de dar a conocer sus avances y prestar servicios al sector industrial.

“Lo que estamos haciendo en estos momentos es vincularnos con las empresas para que se den cuenta de que los estudios que ellos pagan a otras universidades o que incluso tienen que mandar fuera para ser analizadas podemos hacerlos aquí en la UAEH”, concluye José A. Rodríguez.

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Con estrategias de mitigación, aumentan un 40 % la productividad ganadera, con estrategias de mitigación

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En el marco del proyecto internacional GANASUR, especialistas del INTA presentaron los resultados del estudio en la Cuenca del Salado, Buenos Aires. Con estrategias de mitigación en los establecimientos se evitó la emisión de 7.400 toneladas de CO₂ y aumentó la producción por vientre un 40 %. Mejoras en la sanidad preventiva y reproductiva, descarte de animales improductivos y manejo del pastoreo, entre las estrategias implementadas.

El proyecto GANASUR se desarrolla sobre la estructura cooperativa de PROCISUR, que reúne a los institutos nacionales de investigación agropecuaria de Argentina, Brasil, Chile, Paraguay y Uruguay, junto con el IICA. La iniciativa busca identificar sistemas ganaderos representativos de cada país, evaluar opciones de mitigación y modelar los impactos productivos, económicos y ambientales asociados a su implementación.

En el caso de la Argentina, se seleccionó como caso de estudio un sistema de ciclo completo de la Pampa Deprimida. Según explicó Mauricio Álvarez, coordinador del Programa Nacional de Carnes y Fibras Animales del INTA, “se trata de una de las principales regiones ganaderas del país y porque la cría concentra una proporción muy importante de las emisiones del sistema”. Al mismo tiempo, sus brechas de eficiencia reproductiva y productiva ofrecen una oportunidad concreta para reducir emisiones sin disminuir la producción de carne.

En esta línea, puntualizó: “Para los países del CAS aumentar la productividad es una meta irrenunciable y los resultados demuestran que es posible producir más, mejorando la rentabilidad, de manera ambientalmente sostenible”.

En este sentido, subrayó: “Los resultados muestran que la mitigación puede integrarse a una estrategia de mejora productiva y económica: no se trata de producir menos, sino de producir más eficientemente, con una menor cantidad de emisiones por unidad de producto y una reducción simultánea de las emisiones absolutas”.

Las medidas de mitigación no se definieron como un paquete teórico, sino a partir de tecnologías probadas y compatibles con el funcionamiento de los establecimientos, detalló Álvarez, al tiempo que aclaró que “fueron validadas mediante consultas con productores y referentes sectoriales, que permitieron identificar aquellas que estarían dispuestos a adoptar”.

En esta línea, destacó que “uno de los principales aportes de GANASUR es haber integrado las dimensiones productiva, ambiental y económica. No alcanza con saber cuánto puede reducirse una emisión: también necesitamos conocer qué efecto tiene la tecnología sobre la productividad, cuánto cuesta implementarla y cuáles son las condiciones para que un productor decida adoptarla”.

Entre las estrategias que se aplicaron, se destacan las mejoras en la sanidad preventiva y reproductiva, el descarte de animales improductivos, el manejo del pastoreo, la recuperación de pasturas, la incorporación de leguminosas, la suplementación estratégica, la inseminación artificial a tiempo fijo y la selección genética.

“La implementación completa de esta trayectoria permitiría evitar unas 7.400 toneladas de CO₂ equivalente entre 2027 y 2040, lo que representa una reducción del 15 % de las emisiones acumuladas respecto del escenario de referencia”, confirmó el investigador. Para 2040, las emisiones anuales disminuirían hasta aproximadamente 2.645 toneladas de CO₂ equivalente y la huella de carbono por kilogramo producido se reduciría cerca de un 27 %.

“Los beneficios no serían solamente ambientales, sino también productivos”, sentenció Álvarez. Es que, según detalló, la producción por vientre aumentaría un 40 %, al pasar de 197 a 275 kg de peso vivo, mientras que el mayor volumen de carne generado y la mejora de la eficiencia permitirían alcanzar importantes beneficios económicos.

Según detalló el especialista del INTA, “la transición tecnológica se diseñó de manera gradual y acumulativa”. En una primera etapa se propuso ordenar el manejo del rodeo y mejorar su desempeño reproductivo; posteriormente, fortalecer la base forrajera y nutricional; y, finalmente, incorporar herramientas de mayor intensificación.

“Esta secuencia responde a una lógica concreta: comenzar por tecnologías de menor complejidad y avanzar hacia otras que requieren mayores capacidades e inversiones, evitando asumir que todas pueden adoptarse simultáneamente”, aclaró Álvarez.

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