Biopelículas de bacterias como aliadas de la seguridad alimentaria en la industria

Una de las autoras del estudio, Natacha Caballero.

Investigadores de las Universidades de Jaén y Sao 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 Sao 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 lactobacilus.

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 Sao 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.

Referencia:

Natacha C. Gómez, Juan M. P. Ramiro, Beatriz X. V. Quecan and Bernadette D. G. de Melo Franco. Use of Potential Probiotic Lactic Acid Bacteria (LAB) Biofilms for the Control of Listeria monocytogenes, Salmonella Typhimurium, and Escherichia coli O157:H7 Biofilms Formation. ‘Frontiers in Microbiology’.

Imágenes:

Biofilm de ‘Lactobacillus helveticus’

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Una de las autoras del estudio, Natacha Caballero.

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