Salmonella, biofilms y persistencia

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La Salmonella spp es una bacteria ampliamente distribuida en la naturaleza, siendo su hábitat principalmente el intestino del hombre y de los animales, desde donde se excreta al medio ambiente.

La salmonelosis es la segunda causa de enfermedades transmitidas por alimentos en todo el mundo. En el caso específico de los huevos, uno de los productos causante del mayor número de problemas alimentarios, pueden estar contaminados con la bacteria en su superficie, principalmente cuando los lugares de puesta no son higiénicos o más preocupante todavía, que la bacteria esté presente en el interior del huevo. La gallina puede presentar en su organismo un tipo específico de esta bacteria, Salmonella enteritidis, la cual no afecta al ave y que puede pasar a la yema del huevo a través del conducto transovárico, durante su formación. Por lo tanto, el huevo viene ya contaminado en su interior, y puede causar problemas graves si no son sometidos a una cocción adecuada previa a su consumo, no sirviendo en este caso el lavado de la cáscara con agua. Por lo tanto, bajo ninguna circunstancia se debería consumir huevos crudos o productos elaborados en base a ellos.

Salmonella desde 1885

La bacteria Salmonella recibe su nombre por Daniel Elmer Salmon, patólogo veterinario estadounidense; aunque fue su colega y contemporáneo Theobald Smith quien descubrió la bacteria en 1885, aislándola de cerdos infectados de cólera. Bacteria móvil, es un género de bacterias que pertenece a la familia de las Enterobacterias, formado por bacilos Gram negativos, anaerobios facultativos, con flagelos perítricos, no formadora de esporas, emplean glucosa por poseer una enzima especializada, pero no lactosa, y no producen ureasa ni tienen metabolismo fermentativo,…

Referente a su clasificación taxonómica, ha sido muy difícil llegar a establecer criterios claros para ello. Tradicionalmente se hablaba de tres únicas especies patógenas primarias, seis subespecies, aproximadamente 2.580 serotipos diferentes en base a sus propiedades antigénicas flagelares y somáticas,…  Actualmente, gracias a los avances en genética molecular,  el encuadre taxonómico de Salmonella reconoce dos únicas especies: S. enterica y S. bongori, considerando Salmonella bongori no patógena para el ser humano.

Salmonella entérica, una de las bacterias de mayor impacto en la salud pública, es un agente productor de zoonosis de distribución universal. Se transmite tanto por contacto directo como por contaminación cruzada durante la manipulación, y generalmente, su hábitat natural como ya se ha comentado previamente, son los intestinos de cualquier tipo de animal homeotermo, incluidos seres humanos.

Salmonelosis: riesgos

La salmonelosis es una enfermedad de transmisión alimentaria, en especial por alimentos de origen animal; El período de incubación es por lo general entre 12 y 36 horas. Al ser estas bacterias muy poco resistentes a los medios ácidos, no sobreviven en el estómago. Sin embargo, un pH estomacal artificialmente elevado, poco ácido, reduce enormemente el número de organismos necesarios para provocar síntomas.

Generalmente, Salmonella causa dos tipos de enfermedades, enfermedades gastrointestinales (náuseas, vómitos, diarrea,…) que duran un par de días y con una duración máxima de una semana, y enfermedades tifoideas, cursando fiebres muy altas, diarreas, fuertes dolores de cabeza y generales,… constituyendo un problema serio para la salud, pudiendo provocar la muerte si no se recibe atención hospitalaria.

Dónde reside Salmonella

Se puede encontrar Salmonella en gran cantidad de alimentos que consumimos a diario, tales como carne, huevos, vegetales, fruta, frutos secos, especies… Las enfermedades tifoideas generalmente están asociadas al consumo de aguas contaminadas o productos vegetales regados con aguas residuales contaminadas. Es difícil a través del lavado con agua eliminar la bacteria de los alimentos contaminados, de ahí la importancia de extremar las medidas higiénicas para la prevención de Salmonella. El cocinado de los alimentos a temperaturas adecuadas, el lavado de manos y descontaminación de las mismas, la separación de las materias primas por categorías de productos para evitar la contaminación cruzada y manipularlas de forma independiente y el control de las temperaturas de los alimentos para evitar romper la cadena de frío, entre otras, son medidas que siempre se han de tener en cuenta a la hora de manipular los alimentos.

Higiene en la industria. Evitando biofilms

Referente a los aspectos relacionados con la higiene en la industria alimentaria, la contaminación bacteriana de las superficies en entornos de procesamiento de alimentos, puede dar como resultado la formación de biofilm, lo que supone un gran riesgo de contaminación de los alimentos que vayan a ser procesados posteriormente en esas superficies. Los profesionales que trabajamos en la higiene industrial, consideramos la descontaminación efectiva de las superficies contaminadas con biofilms como un gran reto. Diversos estudios realizados por Corcoran y colaboradores (Salmonella enterica biofilm formation. Journal of Food Protection. 2013), usando el reactor de biopelícula de CDC para la estabilización del biofilm, examinaron las actividades biocidas del hipoclorito de sodio, del hidróxido de sodio y del cloruro de benzalconio frente a dos biofilms de Salmonella, uno de Salmonella con un corto periodo de maduración (48 h) y otro relativamente maduro (168 h). Los 3 agentes resultaron efectivos en la reducción de los recuentos viables de Salmonella; Sin embargo, sólo el hidróxido de sodio dio como resultado la erradicación del biofilm inicial, y ninguno de los tres consiguió la erradicación del biofilm maduro, incluso con un tiempo de contacto de 90 minutos.

Los estudios de la actividad biocida de la desinfección química contra el biofilm se han de realizar teniendo en cuenta su efectividad frente a biofilms maduros, que es el que nos vamos a encontrar en la mayoría de las situaciones críticas. Este tipo de trabajos, que encontramos cada día con mayor frecuencia en la bibliografía, nos han de servir de ejemplo para enfatizar que la dificultad en la erradicación del biofilm establecido de Salmonella, motivo de estudio en este artículo pero no exclusiva de esta problemática, nos ha de obligar por una parte, a extremar las medidas de control higiénico sanitario para prevenir el acceso de microorganismos patógenos a las áreas de manipulado de las instalaciones en las que se elaboran los alimentos, y por otra, a incorporar en los protocolos establecidos de limpieza y desinfección de las instalaciones, herramientas de control y aplicaciones periódicas de productos específicos capaces de desestructurar la matriz de biofilm, y con ello permitir  que el biocida pueda actuar sobre las bacterias presentes en él. La eficacia de los desinfectantes convencionales frente a biofilms maduros sin haber sido previamente desestructurados en los que se encuentra Salmonella, es más que cuestionable.

A modo de ejemplo, en línea con el estudio comentado anteriormente, investigadores de la Universidad Nacional de Irlanda, Galway, permitieron que las células de Salmonella enterica crecieran durante siete días en unos cupones de acero inoxidable antes de aplicar tres tipos de productos con poder biocida. El resultado fue que ninguno de los desinfectantes fue capaz de matar las células después de una hora y media, ya que la impermeabilidad del biofilm maduro impedía la penetración del biocida en el interior del biofilm. En términos de ambientes del “mundo real”, se estima que la mayoría de los microorganismos son capaces de desarrollarse en comunidades constituyentes de biofilms, y que un alto porcentaje de ellos formarán un biofilm sobre vidrio, acero, plástico policarbonato, azulejos y hormigón, para optimizar el crecimiento y su supervivencia. Los desperfectos superficiales tales como grietas y picaduras provocados por la realización de los procedimientos de L+D de manera incorrecta (limpiezas abrasivas, productos oxidantes,…), pueden contribuir al aumento de la fijación bacteriana, estableciendo puntos de anclaje para la formación de biofilm y la resistencia a agentes. Una vez que los biofilms crecen, es posible que la limpieza abrasiva o concentraciones más altas de desinfectantes puedan reducir el recuento de patógenos, pero las concentraciones recomendadas, frecuentemente usadas en la industria, no matarán los microorganismos de los biofilms, y estos se desarrollarán cuando vuelvan las condiciones óptimas para su crecimiento.

Hemos de ser conscientes de que la limpieza y desinfección ha de ser diseñada por especialistas en higiene industrial, capaces de diseñar protocolos ajustados a las necesidades reales de cada uno de los procesos de fabricación de alimentos. Se han de utilizar productos diseñados específicamente para la eliminación de la matriz de ex polisacáridos del biofilm, de forma que la actividad biocida  posterior a través de los desinfectantes aplicados sea efectiva, controlando con tinciones específicas la eliminación del biofilm de las superficies a estudio, y teniendo en cuenta tanto la conservación de las instalaciones como el impacto posterior que producirán los productos utilizados.

Salmonella: altamente persistente

Volviendo a Salmonella, las especies de Salmonella han sido descritas como persistentes ambientales. Estudios publicados han sugerido que Salmonella puede permanecer en las superficies y equipos utilizados para manipular y lavar la carne cruda durante varios años. La tipificación molecular ha indicado que cepas particulares de Salmonella pueden persistir hasta 10 años en entornos de procesamiento de alimentos. Russo et al. recientemente informaron que una Salmonella enterica subsp. enterica responsable de dos brotes de origen alimentario, permaneció en el medio ambiente de una planta de procesamiento de alimentos durante 10 años a pesar de la limpieza intensiva y el desmantelamiento del equipo contaminado.

La persistencia de Salmonella en entornos de procesamiento de alimentos después de la limpieza y desinfección puede estar relacionada con procesos inadecuados. Sin embargo, incluso en el contexto de procesos bien controlados, la resistencia al desinfectante adquirida puede ser una consideración. Durante un período prolongado de exposición, a través de una exposición intermitente repetida, a concentraciones subletales, Salmonella puede desarrollar esa resistencia adquirida. Más si cabe en fase de biofilm. Salmonella forma fácilmente un biofilm en las superficies de contacto con alimentos, tanto en entornos industriales como domésticos. Por lo tanto, la formación de biofilm es probable que sea relevante para la persistencia a largo plazo de Salmonella en las superficies. Los biofilms de Salmonella pueden actuar como un reservorio para la contaminación bacteriana recurrente en una planta de procesamiento de alimentos, lo que puede dar lugar a múltiples brotes de origen alimentario.

Como conclusión, podemos decir que el control de Salmonella en entornos de procesamiento de alimentos es un desafío importante para los que nos dedicamos a la higiene. La formación de biofilm es un factor importantísimo a tener en cuenta, y tenemos que trabajar con productos específicos para poder minimizar el problema. Por lo tanto, la capacidad de evaluar la eficacia probable de los biocidas o desinfectantes en la erradicación de Salmonella es de considerable importancia práctica, una vez consigamos actuar sobre ellas; a pesar de los problemas metodológicos, los datos bibliográficos sugieren que hay diferencias sustanciales en la actuación de los biocidas en función de los estados de madurez de los biofilms, y que los casos intermitentes de contaminación por Salmonella en plantas de procesado y alimentos, en la mayoría de las ocasiones están directamente relacionados con la existencia de biofilms  maduros resistentes a los procesos de limpieza y desinfección.

Sobre el Autor
Ramón Bertó Navarro
Ramón Bertó Navarro Director General en Betelgeux Licenciado en Ciencias Biológicas por la Universidad de Valencia, Master en Seguridad Alimentaria por el Colegio Oficial de Veterinarios de Madrid y Master en Gestión de empresas por la escuela de Organización Industrial. Cuenta con más de 20 años de experiencia en materia de Seguridad Alimentaria e higiene en la Industria Alimentaria, siendo autor de numerosas publicaciones. Desde su puesto de Director General en Betelgeux está a cargo de la identificación de nuevas oportunidades y aplicaciones para la mejora de la seguridad alimentaria.
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