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Nuevas técnicas para la detección de patógenos

El desarrollo de nuevos métodos inmunológicos, genéticos y eléctricos intentan dar una respuesta más rápida a la detección de patógenos en alimentos

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Desde el momento en el que el consumidor demanda alimentos seguros, son muchos los temas que se relacionan con la seguridad alimentaria. No obstante, a pesar de la preocupación que despiertan los alimentos transgénicos, o incluso la gripe aviar, lo que realmente tiene repercusión inmediata sobre los consumidores es el riesgo de que se produzca contaminación microbiológica a través de microorganismos patógenos. Hasta ahora, para conseguir una buena detección de estos patógenos, a través de análisis laboratoriales, se necesitaba una semana. Desde hace años, la investigación de nuevas técnicas trabaja para reducir este tiempo.

La investigación para la detección de microorganismos patógenos ha llevado a un sinfín de artículos y a una importante inversión por parte de empresas del sector para intentar poner en el mercado sistemas adecuados. Tras casi 20 años, se ha conseguido, en el mejor de los casos, una reducción de hasta 24 horas en la obtención de los resultados de análisis, siempre en laboratorios especializados.

Ha sido más recientemente cuando se han empezado a aunar sistemas inmunológicos, genéticos y eléctricos para intentar dar una respuesta más temprana. En las últimas semanas, el Departamento de Agricultura estadounidense (USDA, en sus siglas inglesas) está trabajando sobre varias técnicas, ya conocidas desde hace tiempo, pero que unidas podrían ayudar en la detección de los patógenos más importantes en pocas horas. El objetivo es que los inspectores puedan disponer de un sistema de cribado que permita dar una idea de la situación en pocas horas.

Patógenos y detección rápida

El uso de detectores con capacidad para recoger señales inferiores permite reducir el tiempo de incubación y de detección de patógenosLa contaminación microbiológica de los alimentos es el principal quebradero de cabeza, desde el punto de control de calidad, de la mayor parte de la industria alimentaria en el mundo actual. Por ello hay que establecer qué microorganismos se quieren detectar, en qué productos y con qué fiabilidad. Cada país tiene un grupo de microorganismos que preocupan especialmente. Entre ellos se ha generalizado el control de Salmonella y Listeria monocytogenes y, dependiendo de los países, Campylobacter. Para conseguir un control rápido, las técnicas que se han impuesto en los últimos años han sido claramente las inmunológicas. Junto a éstas se trabaja sobre las moleculares, aunque todavía no se han generalizado tanto.

Al mismo tiempo, las técnicas genéticas necesitan un equipamiento con un coste más o menos importante y un laboratorio correctamente equipado. Sin embargo, las técnicas inmunológicas se pueden aplicar en formato de kit en cualquier situación e, incluso, pueden no requerir ni la existencia de un laboratorio especializado. Una técnica muy utilizada por los protocolos de análisis inmunológico es la denominada ELISA, poco eficaz en la detección directa de patógenos en los alimentos. Para conseguir un resultado óptimo es imprescindible un pre-enriquecimiento capaz de incrementar del número de microorganismos viables. De esta forma, es posible aumentar la señal y detectar la presencia del patógeno.

Tradicionalmente, la técnica ELISA ha sido sustituida por otras que integran todos los pasos del protocolo en un único kit. El problema es que se necesitan como mínimo 24 horas para poder obtener resultados. Evidentemente es un avance, pero en casos en los que los tiempos de los que se disponen son inferiores. Para ello, uno de los posibles métodos es el empleo de detectores con capacidad para recoger señales inferiores, lo que indudablemente reducirá los tiempos de incubación y de detección.

Sensores para la detección

Recientemente se ha desarrollado un método, más efectivo, que utiliza un sensor inmuno-electroquímico. El método consiste en utilizar un sensor que se rellena con anticuerpos específicos. Con ello, se consigue que la matriz tenga elementos específicos del microorganismo a detectar. Esto anticuerpos son de captura, y pretenden retener al patógeno, para que posteriormente pueda haber una detección sin interferencias con componentes del alimento o de otros microorganismos.

Para llegar a este punto, primero la muestra se ha de suspender en una solución de recuperación para suspender el sensor en la muestra. Posteriormente se lava el electrodo para eliminar los restos de alimento y se sumerge en una solución con anticuerpos de detección marcados con partículas de oro. Finalmente, se hace otro lavado y se procede a hacer la detección.El secreto para conseguir una detección rápida es aplicar el sistema que mejor detecte pequeñas señales emitidas por las partículas de oro. Entre ellos, los cambios que se producen en las señales electroquímicas que se generan en el medio. Según los datos que se están obteniendo, se podrían tener resultados en unas ocho horas, con una mínima manipulación.

ALIMENTOS DE APLICACIÓN

Uno de los puntos fundamentales del nuevo método es la aplicación sobre un tipo de alimento concreto, ya que la nueva herramienta no es aplicable a cualquier tipo de alimento y en cualquier circunstancia. Para poder tener un buen resultado, el patógeno ha de estar activo o con capacidad para multiplicarse rápidamente en un caldo de recuperación estándar.

Por este motivo, la aplicación se está empezando a desarrollar sobre carne y productos derivados. Desde hace tiempo se ha puesto en evidencia que la carne es uno de los sustratos en los que las salmonelas crecen especialmente bien, así como con la proteína de soja.

Si el sistema funciona bien podría llegar a convertirse en uno de los protocolos de trabajo empleados por los inspectores a la hora de aceptar lotes de carne y productos derivados importados en EEUU, factor por el que podría llegar a convertirse en uno de los métodos de referencia en todo el mundo.

Bibliografía

  • Bergwerff AA, van Knapen F. 2006. Surface plasmon resonance biosensors for detection of pathogenic microorganisms: strategies to secure food and environmental safety. J AOAC Int. 89(3):826-31
  • Yang Z, Li Y, Balagtas C, Slavik M y Paul D. 2000. Immunoelectrochemical Assay in Combination with Homogeneous Enzyme-Labeled Antibody Conjugation for Rapid Detection of Salmonella. Electroanalysis 10(13):913-16

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