15 de abril de 2024
Una intriga sobre la regulación: investigando el camino de E. coli hacia las fresas y los pomelos caídos y caídos
Nos complace dar la bienvenida a Claudia Pegueros a nuestra serie de Viajes de Investigación de FSHN, que sigue la investigación de los estudiantes de posgrado en el programa de Ciencias de los Alimentos y Nutrición Humana de la Universidad de Florida. Claudia es una estudiante de maestría en ciencias de los alimentos comprometida con la investigación de cómo hacer que nuestros productos sean más seguros. En su proyecto de investigación, estudia la contaminación por E. coli de fresas y pomelos, con el objetivo de actualizar los estándares de seguridad alimentaria bajo ciertas condiciones de cultivo.
Claudia: La alimentación es vital para cualquier ser vivo, y debemos centrarnos en llevar alimentos de alta calidad y seguros a cada hogar. Mi objetivo es contribuir a la ciencia investigando y desarrollando estrategias que nos permitan prevenir la contaminación biológica de los alimentos.
Claudia deja caer fresas sobre mantillo de plástico en el laboratorio.
Enfermedades transmitidas por los alimentos: un problema de salud pública creciente
Las enfermedades transmitidas por los alimentos son un problema crítico para la salud pública. En todo el mundo, los patógenos transmitidos por los alimentos causan aproximadamente 600 millones de enfermedades y 420.000 muertes al año.1 Solo en los Estados Unidos, estos patógenos causan un estimado de 48 millones de casos, 128,000 hospitalizaciones y 3,000 muertes anualmente.2 Los patógenos en productos como frutas y verduras causan el 46% de las enfermedades transmitidas por los alimentos.3 Desafortunadamente, las enfermedades transmitidas por los alimentos debido al consumo de productos agrícolas han aumentado con el tiempo, creando un problema crítico de salud pública.4,5
Muchos productos como la lechuga y el melón se comen crudos, renunciando al calor de cocción necesario para eliminar algunos microorganismos dañinos. Por lo tanto, es más probable que los productos frescos causen enfermedades transmitidas por los alimentos si están contaminados con patógenos.5 Los principales organismos patógenos relacionados con los brotes de productos agrícolas son las bacterias (Escherichia coli, Listeria monocytogenes y Salmonella), los virus (virus de la hepatitis A y norovirus) y los parásitos (Cryptosporidium parvum, Cyclospora cayetanensis).4,5,6
Claudia da su primera presentación como estudiante de maestría en la Conferencia Anual de Educación de la Asociación de Florida para la Protección de los Alimentos.
Productos caídos vs. caídos: posibles fuentes de contaminación
Para evitar la contaminación por patógenos de los productos, la Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA, por sus siglas en inglés) regula las prácticas agrícolas en los EE. UU. a través de la Ley de Modernización de la Seguridad Alimentaria (FSMA, por sus siglas en inglés).7 La FSMA incluye la Regla de Inocuidad de los Productos Agrícolas Frescos (PSR, por sus siglas en inglés))8 que estableció normas mínimas basadas en la ciencia para el cultivo, la cosecha, el envasado y la conservación seguros de los productos agrícolas cubiertos cultivados para el consumo humano.
Una parte de la PSR establece que los productores no deben distribuir productos cubiertos (productos que caen al suelo antes de la cosecha). Los productos caídos corren el riesgo de contaminarse debido al contacto con el suelo, y el impacto puede dañar la capa exterior, haciéndolos más susceptibles a la internalización de patógenos.9,10
Sin embargo, esta sección de PSR no menciona los productos caídos (productos en contacto con el suelo, pero aún adheridos a la planta) que también pueden ser propensos a la contaminación por patógenos o a la internalización debido al contacto con el suelo. Tanto los productos caídos como los caídos pueden representar un riesgo para la seguridad alimentaria, y debemos comprender mejor los riesgos asociados con la cosecha de productos caídos o caídos en diversas condiciones.
Después de un largo día en el laboratorio, Claudia sostiene sus últimas muestras antes de colocarlas en la incubadora.
Explorando el paisaje: un viaje al mundo de la seguridad alimentaria
Desde que era un niño, he soñado con convertirme en científico. Otra actividad que he disfrutado desde que era joven era pasar tiempo en el jardín. Siempre me ha parecido fascinante la producción de productos. Por estas razones, combiné mis intereses y obtuve una licenciatura en ingeniería química de alimentos. Durante mi educación de pregrado, descubrí el mundo de la seguridad alimentaria y la microbiología, y ambas áreas se convirtieron en mis intereses de investigación. Mi objetivo es contribuir a la ciencia investigando y desarrollando estrategias que nos permitan prevenir la contaminación biológica de los alimentos.
A mediados de 2022, la Universidad de Florida me aceptó para una pasantía de seis meses en el Centro de Investigación y Educación sobre Cítricos, donde investigué la seguridad alimentaria en frutas y verduras frescas. En enero de 2023, fui aceptada en el programa de maestría con la Dra. Michelle Danyluk, experta en inocuidad de productos agrícolas. Mi proyecto de investigación actual compara la transferencia bacteriana y la internalización en fresas y pomelos caídos frente a los caídos. El objetivo es recopilar evidencia científica y considerar algunos cambios en la FSMA relacionados con los productos caídos. Estoy muy emocionado de ser parte de este proyecto, y espero que mi investigación algún día pueda ser significativa para la comunidad.
Claudia pasa el rato con el caimán afuera del estadio de la UF.
Manos a la obra: Realización de los experimentos de laboratorio
En mi proyecto, estudiaré fresas y pomelos. Florida es el segundo mayor productor de fresas del país después de California,11 y las fresas se encuentran entre las frutas más consumidas en los EE. UU.12 Las fresas se han relacionado con brotes de enfermedades transmitidas por los alimentos, la mayoría de ellos causados por virus entéricos como la hepatitis A.13 Florida también lidera la producción de cítricos, el 40 por ciento de los cuales son toronjas11,14.
El primer paso de este estudio es una evaluación del área. Simularé la caída de fresas y pomelos sobre almohadillas de tinta desde varias alturas y en diferentes momentos. Tomaré fotografías de cada fruta y mediré el porcentaje del área entintada (PIA, o área con riesgo de contaminación microbiana).
La segunda parte de este estudio consiste en simular la caída y caída de la fruta en las mismas condiciones, pero en lugar de utilizar almohadillas de tinta, utilizaré mantillo de plástico inoculado para las fresas y arena inoculada para los pomelos. Estas matrices agrícolas (mantillo plástico y arena) son las más comunes que se utilizan para cultivar estas frutas. Serán inoculados con Escherichia coli como modelo de contaminación bacteriana.
Después de cada tratamiento, se medirá la transferencia bacteriana a la superficie de la fruta y la internalización bacteriana en la fruta utilizando la técnica tradicional de conteo en placa. Evaluaré la influencia del tiempo, la altura, las matrices agrícolas y el peso de la fruta en la transferencia e internalización bacteriana. Estos datos se compararán con los resultados de otras universidades para crear una base de datos que pueda servir para mejorar la normativa actual.
Trazando el rumbo a seguir: Navegando por los desafíos futuros en materia de inocuidad de los alimentos
La simulación de caídas y caídas en entornos de laboratorio puede limitar la utilidad de los datos recopilados. En el campo, las condiciones ambientales no son idénticas. Los factores externos, como la exposición a los rayos UV, la temperatura y las precipitaciones, pueden afectar la transferencia bacteriana y la internalización. Además, las bacterias o microbios competidores pueden influir en la supervivencia del patógeno y su capacidad para transferirse e internalizar el producto.
Debemos reconocer las limitaciones en la extrapolación de los resultados de laboratorio a escenarios del mundo real. Si bien el trabajo de laboratorio proporciona información valiosa, debemos ser cautelosos al extender sus conclusiones a aplicaciones prácticas. Es posible que necesitemos realizar estudios complementarios en campos reales para fortalecer nuestra comprensión y garantizar la eficacia de las medidas de seguridad alimentaria.
Es importante recopilar datos científicos exhaustivos para identificar los riesgos que pueden no haberse considerado. El objetivo final es utilizar este conocimiento para fortalecer las medidas regulatorias, reduciendo significativamente las enfermedades transmitidas por los alimentos.
Claudia Pegueros es un ingeniero químico de alimentos de México. Su interés por la ciencia comenzó a una edad temprana y, mientras obtenía su licenciatura, se dio cuenta de la importancia de la seguridad alimentaria para la salud pública. En la conferencia de la Asociación Internacional de Protección de los Alimentos (IAFP) en 2021, presentó su investigación en microbiología de los alimentos y fue una de las cinco finalistas del concurso de tesis. Ahora está cursando una maestría en ciencias de los alimentos en la UF bajo la dirección de la Dra. Michelle Danyluk. Claudia está encantada de convertirse en especialista en seguridad alimentaria y ayudar a prevenir enfermedades transmitidas por los alimentos en todo el mundo, especialmente en países como México.
References
1. World Health Organization (WHO). (2022). Food Safety. World Health Organization, 2022. https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/food-safety. Accessed September 1st ,2023.
2. U.S. Food and Drug Administration (FDA). (2022). What You Need to Know about Foodborne Illnesses. https://www.fda.gov/food/consumers/what-you-need-know-about-foodborne-illnesses. Accessed September 1st, 2023.
3. Painter, J. A., Hoekstra, R. M., Ayers, T., Tauxe, R. V., Braden, C. R., Angulo, F. J.Griffin, P. M. (2013). Attribution of Foodborne Illnesses, Hospitalizations, and Deaths to Food Commodities by using Outbreak Data, United States, 1998–2008. Emerging Infectious Diseases, 19(3), 407-415. https://doi.org/10.3201/eid1903.111866.
4. Jung, Y., Jang, H. and Matthews, K.R. (2014), Vegetable microbial safety. Microbial Biotechnology, 7: 517-527. https://doi.org/10.1111/1751-7915.12178
5. Carstens CK, Salazar JK, Darkoh C. Multistate Outbreaks of Foodborne Illness in the United States Associated With Fresh Produce From 2010 to 2017. Front Microbiol. 2019 Nov 22;10:2667. doi: 10.3389/fmicb.2019.02667. PMID: 31824454; PMCID: PMC6883221.
6. Wadamori, Y., Gooneratne, R. and Hussain, M.A. (2017), Outbreaks and factors influencing microbiological contamination of fresh produce. J. Sci. Food Agric., 97: 1396-1403. https://doi-org.lp.hscl.ufl.edu/10.1002/jsfa.8125.
7. U.S. Food and Drug Administration (FDA). (2011). Food safety moder