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Trabajos de Investigación
Efecto del horno de microondas sobre el crecimiento y sobrevivencia de Escherichia coli O157:H7 inoculada en tortas de carne de res
Oscar Quesada, María Laura Arias y Carolina Chaves
Universidad de Costa Rica, Facultad de Microbiología. Centro de Investigación en Enfermedades Tropicales (CIET).
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RESUMEN
Efecto del horno de microondas sobre el crecimiento y sobrevivencia de Escherichia coli O157:H7 inoculada en tortas de carne de res
En los últimos años, el uso del horno de microondas dentro de la industria alimentaria ha ganado popularidad. Entre sus usos se incluye el descongelar, secar y cocinar alimentos, mas la inactivación de microorganismos que pueda o no ejercer este tipo de tratamiento es tema de discusión mundial. Por otro lado, la Escherichia coli O157:H7 representa un patógeno emergente, de distribución mundial y asociado a alimentos. Su resistencia a ambientes adversos ha sido ampliamente discutida. El propósito de este estudio fue determinar el efecto de diferentes tiempos e intensidades de cocimiento del horno de microondas sobre la sobrevivencia de esta bacteria en tortas de carne de res. Las tortas de carne fueron inoculadas con una población alta (107-109 UFC/mL) o baja (105-107 UFC/mL) de E coli O157:H7, mantenidas en congelación por 3 días a -4ºC y posteriormente descongeladas en un horno Whirlpool según su peso. Fueron sometidas a niveles de potencia de 70%, 80%, 90% y 100% por períodos de 30, 60, 90 y 120 segundos. Se determinó en cada muestra la tasa de sobrevivencia de la bacteria inoculada de acuerdo a la metodología descrita en Vanderzant & Splittstoesser. Según los resultados obtenidos, la tasa de destrucción de las bacterias analizadas fue significativa (p<0,005). El número de bacterias presentes en las tortas de carne disminuyó dramáticamente a medida que aumentaba el tiempo y la temperatura de exposición, no obstante, para eliminar totalmente el microorganismo inoculado se necesitó de una exposición prolongada produciendo características organolépticas indeseables en el alimento.
Palabras clave: Escherichia coli O157:H7, horno de microondas, sobrevivencia, carne.
SUMMARY
Effect of microwave oven over the growth and survival of Escherichia coli O157:H7 inoculated in bovine minced meat samples
The use of microwave ovens in food industry is a growing trend. It is used for thawing, drying and cooking food, but the microorganism’s inactivation that this treatment may exert or not is still a subject of worldwide discussion. At the same time, Escherichia coli O157:H7 now presents itself as an emerging pathogen, distributed worldwide and associated with food. Its resistance to adverse environments has been widely discussed. The purpose of this work was to determine the effect of different times of exposure and cooking intensities of microwave oven on the survival of this bacterium inoculated into minced meat samples. These were inoculated with a high (107-109 CFU/mL) or low (107-107 CFU/mL) population of E coli O157:H7, frozen for 3 days at -4ºC and thawed in a Whirlpool microwave oven according to their weight. They were radiated at levels of 70%, 80%, 90% and 100% for periods of 30, 60, 90 and 120 seconds. In each sample the rate of survival of the bacteria was determined according to the methodology described by Vanderzant & Splittstoesser. The results obtained showed that the rate of destruction of the bacteria analyzed was significant (p<0,005). The number of bacteria present in the meat samples diminished dramatically as the exposure time and temperature increased, even though, for the complete elimination of this microorganism, a prolonged exposure was necessary, even though it did cause undesirable organoleptic characteristics in the food samples.
Key words: Escherichia coli O157:H7, microwave oven, survival, meat
INTRODUCCION
En los últimos años, el uso del horno de microondas dentro de la industria
alimentaria, establecimientos de comida rápida, instituciones públicas y
hogares ha ganado popularidad al permitir cocinar y/o recalentar alimentos en el
menor tiempo y de la manera más económica. Entre sus usos se incluye el
descongelar, secar y cocinar alimentos, mas la inactivación de microorganismos
que pueda o no ejercer este tipo de tratamiento es tema de discusión mundial
(1,2).
Diversos trabajos citan la
reducción en el número de microorganismos al ser tratados con microondas,
incluyendo pavo, carne, leche de soya, pollo, papa y alimentos congelados (3-5),
pero no su destrucción total; otros estudios citan la sobrevivencia de
microorganismos a este tipo de tratamiento, incluyendo bacterias tan importantes
en Microbiología de Alimentos como Salmonella (6) Clostridium
perfringens y Bacillus cereus (2,7).
Escherichia coli O157:H7
representa un patógeno emergente, y de distribución mundial. Fue por primera
vez reconocido como patógeno de origen alimentario en 1982, cuando fue asociado
a dos brotes de colitis hemorrágica en los Estados Unidos (8). Además de este
cuadro clínico, puede presentar otros dos tipos de manifestación, incluyendo púrpura
trombocitopénica y síndrome urémico hemolítico (9-11).
Esta bacteria puede ser
transmitida por alimentos o agua, directamente de persona a persona y
ocasionalmente por exposición ocupacional (12). La mayoría de brotes
alimentarios han sido asociados a alimentos derivados del ganado, especialmente
carne molida y leche cruda (13), no obstante, frutas, vegetales y alimentos
derivados de otras especies animales también pueden transmitir este patógeno.
La frecuencia de recuperación
de esta bacteria a partir de alimentos es muy baja, así como bajo es el nivel
de contaminación de alimentos asociados a brotes (10-6200 UFC/g) (14) y la
dosis infecciosa descrita (tan baja como 2 células/25g).
También, están bien descritas
en la literatura las características de resistencia y sobrevivencia de esta
bacteria ante ambientes adversos. Diversos estudios indican la reducción en 1-2
logaritmos en el número de E. coli O157:H7 presente en alimentos
fermentados o secados (15), refieren también la capacidad de multiplicarse a
muy bajas temperaturas, aún congelación (16) y su resistencia a ambientes de
baja actividad de agua (aw) (17) y pH (18-19).
Dado que la carne molida mal
cocida o cruda ha sido descrita como el principal vehículo de transmisión de
esta bacteria (20), y que en Costa Rica ha habido al menos siete casos clínicos
relacionados con esta bacteria (21), así como que el cocinar en horno de
microonda ofrece cortos períodos de calentamiento y menos tiempo de exposición
al calor que el tratamiento convencional, se propone el presente estudio, cuyo
objetivo es estudiar el efecto de diferentes tiempos y poderes de cocción del
horno de microondas sobre la sobrevivencia de E. coli O157:H7 inoculada
en tortas de carne de res.
MATERIALES Y METODOS
Ubicación
El proyecto se llevó a cabo en el
Laboratorio de Microbiología de Alimentos y Aguas de la Facultad de Microbiología
entre julio y diciembre del 2001.
Alimento
Los ensayos se realizaron sobre muestras
de carne molida adquiridas en supermercados ubicados en el área metropolitana
de San José, Costa Rica. Todos los ejemplares fueron mantenidos entre 2 y 5ºC
entre el tiempo de compra y su análisis, el cual no excedió las 4 horas y
tratados en forma aséptica con el fin de no aumentar su carga. En cada caso se
corrió a la vez un blanco de muestra con el fin de evaluar la flora natural del
producto y descartar la presencia de E. coli O157:H7
Inóculo
Se utilizó una cepa de Escherichia
coli O157:H7de origen clínico para los análisis. Esta fue mantenida a -70ºC
en agar tripticase soya (Oxoid) y activada en caldo tripticase soya (pH 7,0) a
35ºC por 24 horas. Esta última suspensión fue considerada como la población
alta (107-109 y UFC/mL) de E. coli O157:H7
utilizada para inocular los alimentos. Una suspensión de población baja (107-107
UFC/mL) fue preparada agregando 1 mL de la suspensión de población alta a 99
mL de caldo tripticase soya.
Inoculación de la carne
Aproximadamente 1 kg de carne molida colocado dentro de una bolsa de polietileno
estéril fue inoculado con 50 mL de la suspensión de población alta de E.
coli O157:H7. Este fue homogenizado por 2 min en un masticador (Stomacher) e
inmediatamente dividido en tortas de 50 g cada una, todas con igual diámetro y
espesor. Las tortas fueron congeladas a -4ºC por 72 horas y después fueron
procesadas en horno de microondas, simulando el uso industrial, hotelero o doméstico
del producto.
Una porción de 25 g de carne
fue tomada antes de la inoculación con el fin de realizar un recuento inicial
de E. coli O157:H7.
El mismo procedimiento fue
realizado con otros 1000 g de carne molida, pero inoculados con 50 mL de la
suspensión de población baja de E. coli O157:H7. Cada análisis fue
realizado en tres ocasiones diferentes.
Protocolo de cocimiento
Se utilizó un horno de microondas
Whirlpool modelo MT 11515 GQ-O con diez niveles de energía para descongelar y
cocinar las muestras. Se procedió a descongelarlas individualmente según su
peso, después de lo cual fueron sometidas a 70% (76,7ºC), 80% (82,8ºC), 90%
(87,8ºC) y 100% (93,3ºC) de poder durante 30, 60, 90 y 120 segundos cada una.
Se utilizó una muestra control sin inocular (blanco de carne) y otra inoculada
pero no tratada con microondas, como controles.
Cuantificación de los
microorganismos
Para la determinación microbiológica
se siguió la metodología de Número Más Probable (NMP) según se describe en
Vanderzant & Splittstoesser (22). Brevemente, luego del proceso de cocción,
25 g de cada muestra fueron resuspendidos en 225 mL de agua peptonada estéril
(APE) 0,1% y de nuevo homogenizados en Stomacher por 2 minutos. A partir de esta
suspensión se preparó diluciones decimales hasta 10-7 en tubos con
9 ml APE 0,1%. Se preenriqueció cada dilución, por triplicado en caldo
Escherichia coli (EC) + novobiocina incubado por 24 h a 35ºC. Se confirmó el
crecimiento utilizando agar McConkey sorbitol + 4-metil umbeliferil β D
glucorónido (MUG) 0,2 g/L (Oxoid) incubado a 35ºC por 24 h.
Evaluación de la sobrevivencia
de las bacterias
Se evaluó la sobrevivencia de las
bacterias relacionándola con el poder (temperatura de cocción) y tiempo de
cocción.
RESULTADOS
En la Tabla 1 se detalla el comportamiento de la población alta de E. coli
O157:H7 al ser tratada con diferentes intensidades de poder en el horno de
microondas. La carga inicial fue de 107 NMP/g, la cual se mantiene a
los 30 s para los poderes 70%, 80% y 90%. En la intensidad de 100% hay un
descenso de un logaritmo en el número de microorganismos en este lapso de
tiempo. A los 60 s de tratamiento, en las intensidades de 90% y 100% ya no se
detecta microorganismos viables. Para el 70% de poder se necesita más de 120 s
para inactivar las bacterias presentes.
La población baja (105
NMP/g) necesitó de 60 s a 90% de poder y 90 s a 80% de poder para ser no
detectable. A 70% de poder se necesita más de 120 s para inactivar las
bacterias presentes (Tabla 2).
TABLA 1
Sobrevivencia de E. coli O157:H7
(NMP/g) a diferentes
tiempos y niveles de cocimiento (Población alta)
|
|
Poder de cocimiento
|
Tiempo de
0
|
Exposición
30
|
(s)
60
|
90
|
120
|
|
|
70%
|
1,0 x 107
|
1,0 x 107
|
4,0 x 106
|
1,0 x 101
|
1,0 x 101
|
|
80%
|
1,0 x 107
|
1,0 x 107
|
3,5 x 105
|
<3
|
<3
|
|
90%
|
1,0 x 107
|
1,0 x 107
|
<3
|
<3
|
<3
|
|
100%
|
1,0 x 107
|
4,4 x 106
|
<3
|
<3
|
<3
|
|
TABLA 2
Sobrevivencia de E. coli O157:H7
(NMP/g) a diferentes
tiempos y niveles de cocimiento (Población baja)
|
|
Poder de cocimiento
|
Tiempo de
0
|
Exposición
30
|
(s)
60
|
90
|
120
|
|
|
70%
|
1,0 x 105
|
6,0 x 103
|
9,1 x 101
|
1,0 x 101
|
1,0 x 101
|
|
80%
|
1,0 x 105
|
1,1 x 103
|
2,5 x 101
|
<3
|
<3
|
|
90%
|
1,0 x 105
|
1,1 x 101
|
<3
|
<3
|
<3
|
|
100%
|
1,0 x 105
|
1,1 x 101
|
<3
|
<3
|
<3
|
|
DISCUSION
Son muchas las investigaciones
realizadas a nivel mundial sobre el efecto de hornos de microondas en la
sobrevivencia de bacterias patógenas inoculadas en diferentes alimentos. Los
resultados son contradictorios, mostrando variaciones importantes según sea la
composición del alimento, el microorganismo evaluado y hasta la fase de
crecimiento en que éste se encuentre (3-7). Algunos autores como Fujikawa et
al. citan que este tratamiento es equivalente al cocimiento convencional en
lo que respecta a inactivación de microorganismos (23). Otros, como Rosenberg y
Bogl citan en su estudio diferentes grados de eficiencia entre el cocimiento
tradicional y el de microondas de hasta dos logaritmos en la tasa de muerte de
bacterias Gram positivas y Gram negativas (24).
Según los resultados obtenidos,
la tasa de destrucción de las bacterias analizadas fue significativa
(p<0,005). El número de bacterias presentes en las tortas de carne disminuyó
dramáticamente a medida que aumentaba el tiempo y la temperatura de exposición,
tanto para población alta como para la baja. No obstante, se necesitó de
largos períodos de exposición al tratamiento térmico para llegar a eliminar
completamente la bacteria inoculada.
Estudios previos realizados con
este mismo modelo de torta de carne tratada en horno de microondas determinaron,
a través del indicador enzimático de inhibición de la fosfatasa ácida, que
se necesita al menos 60 s de tratamiento (independiente del poder utilizado)
para considerar al alimento enzimáticamente cocinado. Es decir, luego de 60 s
de tratamiento térmico en microondas desaparece esta enzima, lo cual coincide
con las características organolépticas de carne cocinada en todo su espesor
(25). Para las muestras analizadas en el presente trabajo, en promedio se
necesitó de un tiempo mayor de cocimiento al descrito para eliminar totalmente
el microorganismo inoculado (población alta y baja), lo cual provoca que la
torta de carne presente características organolépticas indeseables como son la
resequedad y dureza.
Los resultados obtenidos
permiten evidenciar que la efectividad de este tipo de tratamiento es
inversamente proporcional al número inicial de microorganismos, no obstante,
las temperaturas internas alcanzadas en los alimentos no garantizan la
esterilización de los mismos (26). La distribución de calor que presentan los
hornos de microondas no es homogénea (27), por lo que un aumento en la
temperatura no es del todo uniforme. Además, dada la presencia de proteínas y
grasa en el alimento, existe mucha fluctuación en las temperaturas internas del
alimento (28).
Estudios similares llevados a
cabo con E. coli O157:H7 inoculada en carne cruda demuestran que se da
una reducción importante en el número de microorganismos presentes al cocinar
con microondas, lo cual permite extender el tiempo de preservación del alimento
(29), mas el efecto de las microondas sobre esta bacteria varía según sea la
dosis de irradiación utilizada, así como la temperatura interna alcanzada
(30). Es importante destacar que dadas las características de patogenicidad de
esta bacteria y su baja dosis infectante (<50 UFC/g), su simple presencia en
alimentos procesados es totalmente inaceptable (31).
Aún cuando los niveles de
inoculación utilizados en este estudio son poco probables de ocurrir, se puede
concluir que la carne contaminada con E. coli O157:H7 representa un
riesgo para la salud pública aún cuando se mantenga a temperatura de congelación
y luego se cocine en microondas. Al igual que con otros microorganismos patógenos,
este tipo de tratamiento térmico no es efectivo para su eliminación a partir
de alimentos contaminados. La implementación de Buenas Prácticas de
Manufactura (GMP) así como de Análisis de Riesgos y Puntos Críticos de
Control (HACCP) en la producción de alimentos y su preparación puede ayudar a
controlar esta bacteria.
Por otra parte es imprescindible
que el consumidor esté informado del riesgo a la salud asociado al consumo de
carne que no esté bien cocinada o que solamente sea calentada antes de su
consumo.
AGRADECIMIENTO
Agradecemos a Laura Villalobos
su valiosa ayuda. Este trabajo recibió apoyo financiero de la Vicerrectoría de
Investigación de la Universidad de Costa Rica, proyecto 430-99-214.
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Recibido: 04/03/2002
Aceptado: 23/12/2002
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PRIVACIDAD | ACCESIBILIDAD
ALAN-VE ISSN 0004-0622 - Depósito Legal: pp 199602DF83
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