Bacterias contaminantes en los procesos industriales

La presente facultad, asigna a través de la carrera Lic. Químico

Farmacéutico Biológico, la técnica que favorezca al alumno para

un mayor aprendizaje y familiarización de la asignatura orientada

hacia la aplicación biomédica – farmacéutica.

Universidad Autónoma de Sinaloa

Con criterio de evaluación se hace constar que el presente documento

propicia la información necesaria para cubrir el objetivo de la unidad XI

del área de Bacteriología.

Llevado a cabo por la alumna que reside en el aula 3º2 del turno

matutino:

o Lluvia Briseida Espinoza Morales Documento asignado por el Dr. Rosalío Ramos Payán, asesor de la asignatura.

6 de mayo de 2010

Índice

Introducción 4

Industria alimenticia 4

Bacterias indeseables en la producción

y consumo de alimentos 6

Impacto económico 8

Control de calidad microbiológico 8

Industria farmacéutica 9




Industria cosmética 11



Impacto económico 12


Referencias bibliográficas 13

Introducción

En la actualidad, una de las áreas donde más prosperidad ha albergado es sin

duda la industrial. Para ello, es indispensable contar con personal y herramientas

que procuren tal avance y así prever un futuro comprometedor del tipo

económico. Es por esto que es tan necesario poseer equipo adecuado y personal

deseable para tal objetivo, aunando por supuesto, el uso de herramientas

correctas. ¿Qué clase de herramientas? Bien, no está de más citar el uso de

microorganismos debido al gran auge que se deriva tras ella.

Un microorganismo de uso industrial debe producir la sustancia de interés; debe

estar disponible en cultivo puro; debe ser genéticamente estable y debe crecer en

cultivos a gran escala.

Otra característica importante es que el microorganismo industrial crezca

rápidamente y produzca el producto deseado en un corto período de tiempo. El

microorganismo debe también crecer en un relativamente barato medio de cultivo

disponible en grandes cantidades. Además, un microorganismo industrial no

debe ser patógeno para el hombre, para los animales o plantas.

El presente trabajo tiene como finalidad evidenciar algunas bacterias patógenas

que se muestran indeseables tanto para la industria alimentaria, farmacéutica y la

cosmética.

Industria alimenticia

Diariamente, miles de personas en el mundo consumen alimentos de diferente

clase, por lo que es indispensable que se encuentren libre de agentes

contaminantes sean físicos, químicos y/o biológicos. Las bacterias son muy

importantes dentro del grupo de los factores biológicos, por la gran diversidad de

ellas que se puede encontrar en materias primas y productos terminados.

Son utilizadas para transformar alimentos crudos en delicias gastronómicas sean

alimentos comibles o bebibles tal y como es el caso del vino. Pero, por otra parte,

los alimentos también pueden actuar como vehículos de transmisión de

enfermedades, y la detección y el control de los patógenos y de los

microorganismos responsables de la descomposición de los alimentos constituyen

partes importantes de la microbiología de los alimentos. Durante la secuencia

completa de la manipulación de alimentos, desde el productor hasta el

consumidor final, los microorganismos pueden afectar a la calidad de los

alimentos y a la salud humana.

4

El crecimiento bacteriano está controlado por factores relacionados propiamente

con el alimento (Factores intrínsecos) y también con el ambiente en dónde se

esté conservando dicho alimento (Factores extrínsecos).

Factores intrínsecos:

pH: En los alimentos neutros o alcalinos, como las carnes, las bacterias

son más dominantes en la descomposición y putrefacción.

Humedad: Entre más húmedo sea el alimento, favorece al crecimientos de

éstos.

Actividad o disponibilidad del agua: Se mide en términos de actividad de

agua (aw) representando la relación de la humedad relativa del aire en la

solución problema en comparación con la del agua destilada.

Potencial de oxido reducción: Influye en la descomposición del alimento.

Cuando los productos cárnicos, en especial los caldos, se cocinan, a

menudo tienen menores potenciales de óxido-reducción. Estos productos,

con sus aminoácidos, péptidos y factores de crecimiento fácilmente

disponibles, son medios ideales para bacterias anaerobias, como el género

Clostridium.

Estructura física del alimento: Puede afectar el curso o grado de

descomposición. Favorece el crecimiento debido a la manipulación que se

le dé y el almacenaje que requiera. Especialmente si se está “mallugado”,

las bacterias contienen enzimas especializadas que les ayudan a debilitar y

atravesar las pieles y cortezas.

Nutrientes disponibles y presencia de agentes microbianos naturales: Por

ejemplo, en la mayoría de especias se han detectado bacterias coniformes,

B. cereus, C. perfringens y especies de Salmonella.

Factores extrínsecos:

Temperatura: Entre condiciones óptimas de 20ºC – 37ºC e inclusive un

descenso de la misma permitiendo el desarrollo potencial de las bacterias.

Humedad relativa: Entre más elevada, el crecimiento bacteriano se inicia

más rápidamente

Gases (CO2, O2): Si no se mantienen niveles adecuados de ambos, puede

originar el crecimiento de bacterias psicrófilas como Clostridium gasigenes.

5

Este organismo puede producir gas a 2ºC en 14 días, que se apreciará

porque se hinchan los paquetes de los alimentos enriqueciendo así a la

colonización de más Gram positivos.

El crecimiento de las bacterias en los alimentos puede producir cambios visibles,

incluyendo una gran variedad de colores y olores.

A continuación se ilustra mediante el siguiente cuadro algunas de las bacterias

más indeseables en el proyecto industrial alimentario:

ALIMENTO

BACTERIA

ACCIÓN

CONSECUENCIAS

Leche

Lactococcus lactis

lactis

Liberación de

ácido favoreciendo

a las levaduras y

mohos

Dolor estomacal y

diarrea leve

Hortalizas

Erwinia carotovora

Liberación de

enzimas

hidróliticas.

Dolor abdominal

Pan

Serratia

marcescens

Productoras de

enzimas y

pigmentos rojos

“prodigiosina”

Infecciones

respiratorias

meningitis y

endocarditis

Productos cítricos

Género

Lactobacillus y

Leuconostoc spp.

Producen un

especial sabor

mantecoso

derivado del

diacetilo

Infección

estomacal,

diarreas y cólicos

Quesos

Leche (no

pasteurizada)

Derivados

cárnicos

Verduras

Listeria

monocytogenes

Gracias a dos

enzimas de

Fosfolipasa C y la

toxina bacteriana

Listeriolicina O

Listeriosis

Abortos

Meningoencefalitis

Meningitis

6

Productos

cárnicos

E.coli

enterohemorrágica

Producción de

toxinas shiga-like,

denominadas

STX1 y STX 2.

Gastroenteritis

Carnes, pescado,

huevos,

productos lácteos

Salmonella

enteritidis

Salmonella

typhimurium

Enterotoxinas y

citotoxinas

Salmonelosis

Productos

derivados de

huevos, púdings

Shigella sonnei

Shigella flexneri

Shiga toxina y la

verotoxina

Shigelosis

Leche, productos

cárnicos, tofu

Yersinia

enterocolítica

Algunas toxinas

termoestables

Yersiniosis

Alimentos del

mar, mariscos

Vibrio

parahemolyticus

Asociado con la

toxina TDH.

Gastroenteritis

Arroz y otros

cereales

Bacillus cereus

Produce dos

enterotoxinas

durante su

crecimiento

exponencial: la

toxina diarreica y

la toxina emética

Gastroenteritis,

intoxicación

similar a la

causada por

estafilococos, un

cuadro de tipo

diarreico.

Carnes o el pollo

crudo o mal

cocinados, la

leche sin

pasteurizar y el

agua sin

tratamiento

Campylobacter

jejuni

Producción de una

toxina termolábil

Su ingestión

produce

infecciones

intestinales,

gastroenteritis

aguda

Caldos, Carne Clostridium

perfringens

Exotoxinas,

formación de

endosporas

Diarrea acuosa,

náuseas y

calambres

abdominales

Patatas Clostridium

botulinum

Producen la toxina

botulínica

Muerte

7

Daño e impacto económico, ¿Impacto económico?

El comercio de alimentos contaminados

tiene serias repercusiones en la política

internacional y local de cada país. Basta

recordar cómo se resintió la relación entre el

Reino Unido y el resto de los países de la

Unión Europea en 1996, cuando se

descubrió la relación entre el consume de

carnes contaminadas con el agente de la

Encefalitis Bovina Espongiforme (EBE), un

prion -pequeño derivado proteico de menor tamaño que un virus causante de la

enfermedad de "Las Vacas Locas". Todos los países prohibieron la importación

de carnes provenientes de las islas británicas, lo que provoco una crisis interna en

el gobierno, que reaccionó en contra de la Comisión Europea.

Lo mismo sucede con alimentos que traen consigo alguna de las tantas bacterias

enlistadas con anterioridad.

Las enfermedades de transmisión alimentaria tienen un gran impacto en todo el

mundo. En EE.UU., según un reciente informe de los CDC (Center for Control

and Prevention), la incidencia anual de enfermedades de transmisión alimentaria

asciende a 76 millones de casos, de los cuales solo 14 millones pueden ser

atribuidas a patógenos conocidos. Las enfermedades de transmisión alimentaria

requieren 325 000 hospitalizaciones al año, y producen, al menos, 5000

muertes.

Control de calidad microbiológico

¿Cómo se pueden controlar el crecimiento indeseable de estas bacterias?

Hay alimentos que por sí solos, cuentan con sustancias antimicrobianas que

actúan como inhibidores químicos complejos y enzimas. Por ejemplo, las

cumarinas en frutas y hortalizas, la leche de vaca y los huevos (Alto grado de

lisozima), las salsas calientes, las hierbas y especias así como también se han

registrado casos de propiedades antitumorales y antibacterianas en tés verdes y

negros.

Bien, para evitar una descomposición, se seca el alimento. Aunque haya agua,

puede disminuirse su disponibilidad añadiendo solutos como azúcar o sal debido

a que las bacterias se deshidratan por la hipertonicidad existente y no pueden

crecer (A excepción de microorganismos osmófilos y xerófilos).

Otra medida de control es muy común observarla en el caso de las frutas y

hortalizas, esto, por medio de la esterilización con óxido de etileno. Evitar la

siembra en suelos húmedos y no regar demasiado. Cosechar los tubérculos

8

cuando estén maduros, manipularlos suavemente y no dejarlos expuestos al sol.

Los tubérculos no deben tener rastros de humedad exterior antes de ser

almacenados o transportados. Algunas variedades son más resistentes que otras.

En el caso de quererse comercializar un producto, el empaquetado en atmósfera

modificada es útil para alargar el periodo de caducidad. El exceso de CO2 puede

reducir el pH de la solución inhibiendo el crecimiento bacteriano. Por ejemplo, el

almacenamiento de carne en estas condiciones inhibe las bacterias Gram

negativas.

En resumen, se necesitan conocer a ciencia exacta los factores intrínsecos y

extrínsecos para anticipar y recurrir a técnicas para evitar el favorecimiento de

masas hasta inclusive la más pequeña.

Industria farmacéutica

Hoy en día, la biotecnología es la principal herramienta para la obtención de

nuevos antibióticos que sean activos frente a las bacterias patógenas resistentes

a una gran gama de antibióticos.

También resulta de gran utilidad la aplicación de la ingeniería

genética en microorganismos para sintetizar antibióticos

sintéticos, es decir, ligeramente diferentes de aquellos

obtenidos de forma natural. Conjuntamente han llegado a

"programar" bacterias con objeto de obtener distintos tipos de

drogas que, de otra forma, estos microorganismos no podrían

fabricar.

La insulina humana, necesaria para el tratamiento de la diabetes, es un claro

ejemplo de esta metodología, ya que está producida por bacterias en las que se

ha introducido, mediante ingeniería genética, el gen que codifica la síntesis de

esta hormona.

Otros productos farmacéuticos generados a partir de microorganismos

manipulados genéticamente incluyen, el interferón para el tratamiento de algunas

hepatitis y ciertos cánceres, y la eritropoyetina, que se suministra a pacientes

sometidos a diálisis para reponer los eritrocitos perdidos durante este proceso.

Y aunque muchos de ellos sean beneficiosos para el avance de la industria

farmacéutica y gran poderío hacia la biotecnología, microorganismos como los

siguientes perjudican el estudio apropiado de otras:

9

Bacterias más

comunes

Pseudomonas aerugunosa

Staphylococcus aureus

Escherichia coli

Salmonella spp.



Para garantizar la seguridad al paciente, el rol del laboratorio de control debe

estar definido en la legislación general del país, de tal manera que los resultados

proporcionados por éste puedan, si es necesario, hacer cumplir la ley y la acción

legal.

Se realiza los análisis del control de calidad, empleando equipos de última

generación, calibrados y certificados, ubicados en ambientes controlados, usando

patrones de referencia como los estándares de la farmacopea de la nación

señalada.

Para que la calidad de una muestra de producto farmacéutico sea correctamente

evaluada:

La presentación de la muestra al laboratorio, elegida en conformidad con

exigencias nacionales, debe ser acompañada por una declaración de la

razón por la cual ha sido solicitado el análisis;

El análisis debe ser correctamente planificado y meticulosamente

ejecutado;

Los resultados deben ser evaluados competentemente para determinar si

la muestra cumple con las especificaciones de calidad u otros criterios

pertinentes.

Algunas pruebas donde someten al fármaco a evaluación continua son:

Análisis físico – químicos: Perfil de disolución, disolución, liberación prolongada,

espectrofotometría con detectores de arreglo de diodos UV – visible,

espectrofotometría infrarroja, espectrofotometría por fluorometría, potenciometría,

volumetría, cromatografía líquida con arreglo de diodos y fluorescencia,

cromatografía de gases, punto de fusión en materia prima, pH, partículas en

inyectables y otros.

10

Industria cosmética

En los últimos años, la industria cosmética ha logrado un alcance económico

fuera de las expectativas de otras quienes aún están en proceso de demanda.

Cada vez son más las personas que recurren a los productos finales de ésta

procurando así, el progreso de la misma.

La mayoría de las formulaciones cosméticas, debido a que contienen un gran

porcentaje de agua y nutrientes adicionados, son propensas a la presentación

microbiana que pueda acarrear consigo.

La presencia de microorganismos en los productos cosméticos puede producir

cambios en el aspecto físico, color, olor y textura.

La contaminación microbiana de un producto cosmético puede tener diferentes

orígenes:

Materias primas: las sustancias naturales están frecuentemente muy

contaminadas.

Medio ambiente: corrientes de aire con esporas bacterianas que pueden

entrar en contacto con el producto.

Equipo de fabricación y envasado: el producto se puede contaminar

fácilmente por bacterias que se acumulan como consecuencia de una

limpieza deficiente o inadecuada de los equipos e instalaciones.

Personal: Falta de higiene.

Utilización por el consumidor: Puede provocarse desde que se abre el

envase hasta que se finaliza ya que existe una contaminación microbiana

permanente, variable y aditiva, producida por el ambiente doméstico y por

el propio usuario (manos y piel corporal).

Por ello, habitualmente, los cosméticos contienen conservantes para:

a) Evitar la contaminación microbiana durante su uso.

b) Mantener las propiedades y especificaciones indicadas para el

producto.

c) Asegurar la manipulación higiénica.

Aún así, la presencia de los patógenos de gran riesgo potencial se hace inminente

tales y como lo muestra el siguiente cuadro:

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Bacterias más

comunes*

Pseudomonas aerugunosa

Staphylococcus aureus

Escherichia coli

Staphylococcus epidermiccus

*En ocasiones, el microbiólogo puede incluir en el ensayo microorganismos aislados materias primas, zona de fabricación o envasado o agua, entre otros, que hayan podido dar problemas de contaminación con anterioridad.

Daño e impacto económico, ¿Impacto económico?

Cada vez es mayor el número de efectos secundarios que

acarrean debido a la presencia de microorganismos en

cosméticos naturales y uso inadecuado de conservadores

sintéticos: según la Agencia francesa de Seguridad de los

Productos Sanitarios (Afssaps), en 2008 se detectaron 193

efectos secundarios debido a los mismos. En el año 2007

habían sido 126, y 104 en 2004. El 66,5% de estos efectos

están considerados como graves. Con una baja del solo 30%

de los más de 100 millones de dólares que se produjeron en

el 2007.



Independientemente de las infecciones, la microbiología de

los cosméticos pretende detectar la contaminación

microbiana que pueda alterar su conservación y sus

cualidades por lo que es necesario realizar habitualmente

pruebas de control microbiológico de los cosméticos, para

asegurar su calidad y la seguridad para el consumidor.

Para diseñar y mantener como es debido los productos cosméticos, las muestras

nunca se deben incubar, refrigerar o congelar antes o después de su análisis

microbiológico. Esto es prioritario.

La descontaminación de cosméticos y sus materias primas por radiación gamma

de cobalto 60, es una forma eficiente y segura de energía y tiene su éxito

probado a través de la simplicidad de su proceso y de la alta tecnología con la

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cual los productos son tratados. Los microorganismos nocivos, y elementos

patógenos, son destruidos cuando la energía por radiación, emitida por el cobalto

60, penetra la totalidad de los productos, incluyendo su embalaje. La esterilidad

se mantiene mientras el embalaje del producto esté cerrado. Las preocupaciones

ambientales sobre otras tecnologías de esterilización, llevarán a muchos a

descubrir los beneficios del la utilización del proceso con rayos gamma.

Asimismo, existen varias pruebas recomendadas por las US EPA (United States

Environmental Protection Agency) y otras organizaciones que incluyen: toxicidad

oral aguda y en diferentes periodos de tiempo –28 y 90 días-; irritación ocular

aguda; irritación cutánea aguda y en diferentes periodos de 21/28 días y 90 días,

sensibilización cutánea, toxicidad inhalatoria aguda, toxicidad crónica,

carcinogenicidad, mutagésis en diferentes modelos de bacterias, hongos o

células, etc. Estas pruebas deben elegirse según los usos que pretendan darse al

producto cosmético.

Para realizar las pruebas con animales de experimentación debe existir

justificación y ausencia de métodos alternativos según las restricciones

legislativas para el uso de animales con cosméticos.

Antes de abrir el envase y tomar la muestra del producto para realizar el análisis

microbiológico, se debe desinfectar su superficie con cualquiera de las siguientes

soluciones desinfectantes:

Etanol al 70% (v/v) y HCl al 1% en agua

Iodo al 4% en etanol 70%

Glutaraldehido al 2%

Sin embargo, aún en estas condiciones «ideales» de fabricación y manipulación,

sobre todo de prevención, el producto obtenido no es estéril, por lo que siempre

existe la posibilidad de que algún microorganismo se incorpore al producto.

Referencias bibliográficas

Control de calidad a nivel farmacia. http://www.ins.gob.pe/gxpsites/hgxpp001.aspx?2,6,80,O,S,0,MNU;E;1;19;15;13;MNU;,

Importancia de patógenos emergentes en la inocuidad alimentaria, en I Alimentos, la revista para la industria de alimentos. 5ta edición. http://www.revistaialimentos.com.co/ediciones/seguridad-alimentaria-5/importancia-de-patogenos-emergentes-en-la-inocuidad-alimentaria.htm

LERANOZ, Sonia. Conservantes cosméticos, en Dermofarmacia. Vol. 21 Nº 7, Julio 2002. http://external.doyma.es/pdf/4/4v21n07a13034831pdf001.pdf

PRESCOTT, Lansingt, John P. Harley, Donald A. Klein. Microbiología. McGraw-Hill Companies. 6ta edición, 2006. ISBN 8838663254, pp. 450.

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