Las prácticas agrícolas que enfatizan el uso de estiércol crudo o añejado de animal, suspensiones de estiércol o "teas", y abono derivado de estiércol de animal cumplen una función importante en el reciclamiento de nutrientes orgánicos y el desarrollo de una estructura de suelo fertil. Debido a la incrementanda frecuencia de epidemias de patogenos asociados por alimentos, estamos preocupados con un tipo diferente de reciclaje en el sistema de producción agrícola. El reciclaje de patogenos bateriológicos y parásitos protozoicos, a través de agua, tierra y cultivos, desde animales a seres humanos representa un gran reto para los productores, los procesadores, y los consumidores de productos horticolas frescos. Investigadores en la Universidad de California, Davis y otras instituciones academicas, gubernamentales y privadas estan empezando a concernerise con las necesidades infomáticas claves para entender la persistencia hambiental y los puntos de control para estos patogenos de concierne mundial.
En 1996 durante una sola epidemia de Escherichia coli (E. coli) en Japon fallecieron nueve personas, treinta fueron identificados en condición crítica, y un total de ocho mil quinentos casos fueron reportados. Se sospecha que la causa de ésta epidemia fue ensalada, con geminados de rábano como la sospechada fuente principal de ésta contaminación de origen alimenticio (Hara-Kudo et. al. 1997).
Para dar un ejemplo más cerca de casa, en el estado de Montana, ese mismo año, ocurrio otra epidemia de E. coli. Se identificaron los culpables como hojas de lechuga. Esta epidemia, que afectó más de setenta personas, fue asociada con el consumo de lechuga de hoja roja, verde y Romano. Aunque no fue comprobado contundentemente, se hizo consciencia del posible riesgo que resulta de la contaminación de agua de reigo o de suelos enriquecidos con estiércol.
Se sospecha que el agua de riego o agua usada para las aplicaciones foliar son la fuente de una reciente epidemia del parásito Cyclospora en frambuesas importatadas y "mesclun" (mescla primavera de lechugas y hojas frescas) de producción nacional. Entre Mayo y Junio de 1997 se confirmaron más de dos cientos casos de Cyclosporiasis, comprobados por análisis de laboratorio, y más de seis cientos casos clinicamente sospechados.
Para mantener cierta perspectiva es importante enfatizar que el numero de casos de enfermedad asociada con alimentos comprobados o sospechados de involucrar hortalizas frescas son muy pocos, en comparación con casos donde la carne y el pollo han sido identificados como fuentes de enfermedad. La causa de la mayoría de los casos comprobados que indentifican a hortalizas como fuentes de enfermedad se deben a malas prácticas de manejo de preparación al nivel del servicio de alimentos o al nivel del consumidor (FSIS-40, 1990; CDC, 1997; Harris, 1997). Sin embargo, la aumentada frecuencia y el incremento en el consumo de frutas y verduras no cocidas eleva el riesgo de exposure porque existen limites a los controles de manejo disponibles para protejer el consumidor.
Sin duda, la enfermedad asociada con alimentos ha surgido como como una cuestión indiscutible de concierne mundial que impacta la producción, el procesamiento, los mercados domésticos y de exporte, y la confianza del consumidor en el abastecimiento de alimentos (Beuchat, 1996; CDC, 1997). Los reguladores consideran la documentación, desde 'el campo a la mesa', como un elemento clave en una aproximiación sistemática para limitar el impacto de una epidemia al más mínimo componete posible de la industria. La capacidad de rastrear la epidemia supuesta o clinicamente comprobada relationada con hortalizas, a su origen, con precisión y rapidez, asistiría a consumidores a evitar contacto con todos las fuentes de esa categoria de cultivo. El acceso de reguladores a este tipo de documentación también prevendría una emisión no específica a los medios de comunicación para transmitir una alerta al consumidor durante una investigación de una epidemia. Para poder comensar a construir tal sistema es necesario la implementación de programas preventivos y de control de seguridad de alimentos hasta el nivel del campo. En el futuro imediato los productores agrícolas de todos tamaños serán cada vez más responsables de establecer y documentar técnicas de la reducción y la prevención del riesgo microbiano.
¿Cúales son los microbios claves de concierne para frutas y hortalizas?
Patogenos microbianos Tipo de organismo Portadores prinipales Fuente principal
Salmonella Bacterium Animales de producciónPetsAnimales salvajesContaminación-cruz de carne, pollo, huevo HecesCuerpos animalesSuelo(peristente)
Campylobacter Bacterium Contaminación-cruz de carne, pollo Cuerpos animales
Escherichia coli O157:H7 Bacterium Animales de producciónPetsAnimales salvajesSeres humanosContaminación-cruz de carne y pollo HecesAguaSuelo(persistencia poco clara)
Crytosporidium Protozoa Animales de producciónPetsAnimales salvajesSeres humanos HecesAgua
Toxoplasma Protozoa Animales de producciónGatos Heces
Cyclospora Parasito coccoido Seres humanos HecesWater
Hay otros patogenos que son motivo de preocupación, ante todo asociados con el consumo de carne, productos lácteos o mariscos. Los ejemplos son Bacillus cereus, Clostridium, Shigella, Staphylococcus, Listeria, Yersinia, Aeromonaas, Hepatitis A virus, Norwalk virus y otras virus. Junto con Salmonella y Campylobacter los patogenos en negrita representan más del 40% de las epidemias caracterizadas. Se han documentado frecuencias y poblaciones sorpresivamente altas de Salmonella en productos transportados (Wells, JM and Butterfield, JE, 1997).
En la actualidad, una gran parte del enfoque en desarrollar programas preventivos en el campo se concentra en E. coli O157:H7 y en los toxigénicos relacionados con E. coli. Los productores y otros, directamente involucrados en el manejo de cultivos, tienen que aumentar su consciencia del riesgo elevado y las posibles consequencias severas (o mortales) de infección de estas bacterias en productos no cocidos. Al nivel del campo la información actual sostiene una probabilidad de contaminación muy baja en la mayoría de los cultivos domésticos, pero las consecuencias posibles de una epidemia única y rara son severas.
Escherichia coli O157:H7: Un enfoque clave para la prevención
E. coli O157:H7 es la strain predomiante de un grupo de E. coli toxina-producientes. E. coli común es un habitante ubiquo del intestino. Las formas toxigénicas, como son E. coli O157:H7 han sido un problema creciente desde su primera identificación en 1982 (Buchanan and Doyle, 1997; Feng, 1997). Aunque se han registrado un numero de casos menores a los de Salmomella, E. coli O157:H7 es más peligroso, produciendo la condición fatal Síndrome Hemolitico Urémico (HUS), el cual resulta en la falla renal severa. Un rasgo adicional del riesgo asociado con E. coli O157:H7 resulta del numero reducido de celulas contaminadas requeridas para la infección. Los cálculos, basados en la evidencia epidemiológica de epidemias recientes, varian, pero en general se concuerda que en individuos sensibles puede ser suficiente, para causar una infección, una cantidad menor de diez bacterias por gramo de alimento. Los sectores de la población en mayor riesgo son los muy jovenes, los ancianos, las mujeres embarazadas, y los individuos con sistemas inmuniológicamente comprometidos. Con tan pocas celulas bacterianas necesarias para causar enfermedad, el crecimiento en cultivos infestados no es un requerimiento para la infección humana, lo cual es indispensable para el desarrollo de la mayoria de los patogenos. Por lo tanto, la refrigeración durante transporte y distribución del producto cosechado no es un control suficiente para este grupo de patogenos. También, debido a la reducida dosis de infección, la ausencia de detección no es una aseguranza infalible de seguridad. La revisión del producto cosechado no es una medida práctica de control. El conocimiento de las caráctersiticas y fuentes potentiales de este patogeno en sistemas de producción y de distribución de productos agícolas es uno de los principales e importantes elementos en el desarrollo de estrategias apropriadas y razonables para la reducción del riesgo microbiano.
Fuentes conocidas de E. coli O157:H7
E. coli O157:H7 se ha encontrado en aguas de embalse y de actividad recreativas (Ackman et. al.,1997) y en fuentes de agua usadas para riego por aspersión de hortalizas. Se ha detectado en la heces de muchos animales incluyendo vacas lecheras y de engorda, pollos (especialmente pollitos), cordero, cochinitos, niños, animales domesticos, venados, conejos y waterfowl. Se ha señalado a rabaños de vacas lecheras como presuntas fuentes de E. coli O157:H7 que puede ser transmitido a cultivos a través de aerosoles, agua superficial, y estiércol como abono incompleto (Cliver, 1997; Hancock et. al., 1997; Zhao et. al., 1995). Se ha demostrado que E. coli O157:H7 ha sobrevivido en el secar de estiércol y se ha encontrado en efluente de granjas vaqueras y de engorda cuyo proceso de abono permanece incompleto. Esta persistencia en suelos enriquecidos con estiércol no ha sido bien caracterizada y es un tema de investigación actual en UC Davis. En el caso de este strain toxigénico y otros relacionados se desconoce en gran parte su perduración en suelos, transferencia a y colonización potencial de tejidos vegetales sobre suelo, como son la lechuga.
La transferencia de E. coli O157:H7 de estas fuentes a la porción cosechada de las frutas y hortalizas puede aparecer lógica y previsible, sin embargo, existen pocas pruebas documentadas sobre su comportamiento hambiental. Esta infomación será indispensable en el desarrollo de guidelines para el manejo seguro de estiércol de animal y su aplicación a tierras de cultivo, en particular a los sistemas de producción de hortalizas. Las epidemias de Salmonella y E. coli O157:H7 son, con frecuencia, el resultado de contaminación-cruz de fuentes de animal (carne y huevos) durante la preparación de alimentos en negocios de servicio de alimentos o en casa. Sin embargo, los casos documentados y reportes de investigación acerca de la presencia de estos patogenos en las frutas y hortalizas, directas de la fuente de cultivo, hacen hincapíe la necesidad de programas de prevención y control desde 'el campo a la mesa'.
Caractéristicas únicas de E. coli O157:H7
E. coli O157:H7 y otras strains relacionadas con E. coli son una amenaza para la humanidad por sus abilidades adqueridas de producir toxinas y otros factores virulentos (Buchanan and Doyle, 1997). Además, investigaciónes recientes han demostrado que esta strain es más resistente a condiciones aridas, a congelamiento y a condiciones acidas que E. coli común. Estréses hambientales que incapacitan E. coli convencional son toleradas mucho mejor por E. coli O157:H7.
Su amplia capacidad de sobrevivencia en abonos derivados de estiércol de animal representan una carácteristica única que sólo se ha empezado a evaluar recientemente. Las prácticas de cultivo que emplean estos abonos orgánicos requieren de nueva información para continuar su uso seguro, aún dado los descubrimientos. Los abonos orgánicos tienen la posibilidad de proveener muchos beneficios para la integridad de la estructura del suelo, la fertilidad y las actividades microbianas en el control de la enfermedad y la inata resistencia a plagas de las plantas. Es también una ventaja el manejo de waste de animales. Sin embargo, el abono derivado del estiércol de animal es una posible fuente de varios patogenos microbianos incluyendo E. coli. En algunos sistemas agrícolas el estiércol crudo puede ser aplicado a la superficie o incorporado al suelo en intervalos de tiempo anterior a la siembra o cosecha. En la actualidad nos encontramos en las etapas inicales de determinar los tipo de procesos prevegetales y los intervales de tiempo requeridos para reducir el riesgo de contaminación de cultivos.
Reportes prelimares comienzan a prestar atención al tema de la sobrevivencia de Salmonella y E. coli a través del proceso de abono (Droffner and Brinton, 1995; Pfaller et. al., 1994). Las temperaturas máximas alcanzadas durante el proceso de abono fueron de 140°F y se sostuvieron durante tres semanas. Estas temperaturas son suficientes para matar estos microbios. Sin embargo, la uniformidad de la aplicación de este proceso no ha sido lo suficientemente observado en aplicaciones prácticas o apropiadamente investigado.
Investigaciónes prelimares demuestran que es posible el recrecimiento de poblaciones indetectables de estos patogenos en abono de estiércol incompletamente procesado.
El crecimiento de E. coli O157:H7 en hortalizas
Hasta la fecha, resultados de investigaciones publicadas sobre el destino de E. coli O157:H7 introducidas a hortalizas como modelo de la contaminación accidental de agua, suelo, o actividades humanos no higénicas, se ha concentrado ante todo con el análisis de riesgo de los cultivos documentados como fuentes de las epidemias (Abdul-Raouf et. al., 1993; Diaz and Hotchkiss, 1996). Una vez introducido a lechuga u otras hortalizas de prueba, incluyendo pepino, melon, sandia, geminadas de alfalfa y de rabano, existe la alta probablidad de la sobrevivencia y el crecimiento, dado condiciones de temperatura permisivas.
Estas condiciones de temperatura permisivas no son incomúnes en la cadena de distribución convencional y de manejo en el servicio de alimentos y pueden existir con mayor posibilidad en operaciones de tamaño pequeño y en lugares de venta directa al consumidor. Por ahora, el mejor abordamiento a este concierne es un programa comprensivo preventivo y de manejo de riesgos en el campo. La sanidad y la higiene de los obreros durante la cosecha y el procesamiento post-cosecha son componentes adicionales importantes en un programa comprensivo.
?Qué tipo de control es necesario?
Hasta que exista información más específica sobre la difusión hambiental y la persistencia de E. coli O157:H7 y otros patogenos claves, abordamientos a la seguridad microbiana en el campo, basados en el sentido común servirán para reducir a un mínimo el riesgo de enfermedad asociada con alimentos. En la actualidad, algunas prácticas de cultivo que se consideraban seguras en los tiempos viejos son un riesgo considerable. La implementación de algunas nuevas prácticas desarrolladas, como son fuentes de nutrientes orgánicos suplementales y de control de plagas (las suspenciones de estiércol aplicados a follage), parecen mal aconsejamiento sin mayor información y documentación sobre el control del proceso. Consciencia de las tendencias conocidas de estos microbios virulentos ayudará a cada productor y manejador individual de hortalizas frescas diseñar medidas preventivas y de control con especificaciones a su situación de cultivo o sistema de post-cosecha.
Toda la evidencia actual sostiene el hecho que el manejo establecido de estiércol y controles sobre el proceso de abono son suficientes para eliminar E. coli O175:H7 y otros patogenos claves. Son conocidas las relaciones tiempo:temperatura para la inactvación termal de estas bacterias y deben ser empleadas como indices de proper static pile or windrow composting de estiércol de animal u otras mezclas de estiércol (Soldier and Strauch, 1991; Juneja et. al., 1997). Si la temperatura del ambiente en contacto imediato con la celula de la bacteria alcanza 60°C (140°F) el tiempo pronosticado para la muerte de una población initial de un million de celulas de E. coli o de Salmonella, por gramo de estiércol, sería mucho menos que una hora. Es necesario una inversión adecuada del material en proceso de abono para asegurar que todo el material alcanze las máximas temperaturas.
La transición del campo al transporte
Al igual que la gran parte de E. coli, el tipo O157:H7 exhibe sensibilidad al cloro, al ozono y otros desinfectantes con la condición que exista el contacto físico con la celula bacteriana. Los programas preventivos de contaminación pre-cosecha y la higiene post-cosecha son instrumentos claves en la prevención de epidemias. Los programas preventivos en el campo deberían incluir las prácticas básicas de salubridad para todos los envases de cosecha, las superficies que entren en contacto y el lavado post-cosecha. El lavado de frutas y hortalizas con agua limpia y potable elimina muchos de los contaminantes superficiales indesiables. Aunque esto no sea una completa aseguranza de seguridad, es importante incluir el proceso de desinfección en todos los casos en que el cultivo lavado se designa para la venta comercial, asi removiendo tierra, escombros o reduciendo la pudrición en superficies dañadas o cortadas durante la cosecha. Algunos patogenos como Cryptosporidium son muy resistentes al cloro y se tienen que considerar nuevas alternativas.
?En qué estan trabajando los investigadores?
Nuestro objetivo inmediato es identificar las vacios que existen en los datos y que podrían servir de temas de investigación en el futuro cercano. Para guiar los productores es necesaria información actual, la Extension coperativa, la industria del servicio diagnóstico, los transportadores, y procesadores en el desarrollo de prácticas del manejo en el campo para prevenir la introducción de estos patogenos microbianos durante la producción y la cosecha. Algunas areas que empezamos a trabajar incluyen:
- Información sobre fuentes y persistencia
- Manejo de estiércol y control sobre el proceso de abono
- Cordinación de la incorporación de estiércol de animal relativa a la siembra y cosecha del cultivo
- Profundidad de incorporación al suelo para reducir a un mínimo la persistencia o la transmisión
- Potencial para el establecimiento, durante producción, de patogenos claves sobre partes vegetales
- Programas de post-cosecha preventivos
Un esfuerzo de grupo
Es indispensable que los productores en California y los asesores de manejo de cultivos tomen en serio la amenaza de patogenos microbianos. La industria de producción está siendo obligada a implementar un programa de prevensión sistemático. Afortunadamente muchos líderes en la industria han participado activamente y asegurado que los guidelines útiles y de sentido común esten bien establecidos antes de embarcar en la tarea más dificil y larga que es la iniciación de un planes de prevención específicos a cultivos y a productores. La investigación que se esta realizando en varios departamentos en UC Davis esta proporcionando la información para una base de datos que asistirá en el desarrollo de buenas prácticas agrícolas.
La seguridad de alimentos tiene que ser una prioridad fundamental para los productores y deben participar activamente en la creación de guidelines prácticos que permitirán el flujo continuo de cultivo de calidad al mundo entero.
Recursos en UC Davis de los cuales usted debe de estar al tanto
Dean Cliver, Profesor, Escuela de Medicina Veterinaria; Seguridad microbiana de alimentos y saludad de poblaciones. 530.754.9120
James Culler Director, Centro de Enseñanza e Investigación de la Escuela Veterinaria; Laboratorio de seguridad lactea de alimentos, condado de Tulare. 209.688.1731
Linda Harris, Especialista en Extensión, Seguridad microbiana en alimentos; Departamento de Ciencia en Alimentos, UCD. 530. 754.9485
Deanne Meyer, Especialista en Extensión, Especialista en el manejo de waste, Departamento de Ciencia Animal, UCD. 530.752.9391
Lecturas de trasfondo adicionales y recursos informáticos
Abdul-Raouf, U.M., L.R. Beuchat, and M.S. Amman. 1993. Survival and Growth of Escherichia coli O157:H7 on salad vegetables. Appl. Envi. Microbiol. 59: 1999-2006.
Ackman, D; Marks, S.; Mack, P; Caldwell, M; Root, T; Birkhead, G. 1997. Swimming-associated haemorrhagic colitis due to Escherichia coli O157:H7 infection: Evidence of prolongued contamination of a fresh water lake. Epidemiology and Infection. 119:1-8.
Beucaht, R.L., 1996. Pathogenic microorganisms associated with fresh produce. J. of Food Protection. 59:204-216.
Buchanan, R.L. and M.P. Doyle, 1997.Foodborne disease significance of Escherichia coli O157:H7 and other enterohemmorhagic E. coli. Food Technology. 51: 69-76.
CDC (Center for Disease Control). 1997. Food safety from farm to table: A new strategy for the 21st century.
Cliver, D.O., 1997. Research and reason can minimize foodborne and waterborne illness. California Agriculture. 51: 8-14.
Diaz, C. and J.H. Hotchkiss. 1996. Comparative growth of Escherichia coli O157:H7, spoilage organisms and shelf-life of shredded iceberg lettuce stored under modified atmospheres. J. Sci. Food Agric. 70: 433-438.
Droffner, M.L. and W.F. Brinton. 1995. Survival of E. coli and Salmonella populations in aerobic thermophilic compost as measured with DNA gene probes. Zentralblatt fuer Hygiene undUmweltmedizin. 197: 387-397.
Feng, P. 1997. Escherichia coli Serotype O157:H7: Novel vehicles of infection and emergence of phenotypic variants. EID Vol 1: no.2.
FSIS-40. FSIS Facts; Bacteria that cause foodborne illness. 1990. USDA Food Safety and Inspection Service. Washington D.C.
Hancock, D.D., Rice, D.H., Herroitt, D.E., Besser, T.E., Ebel, E.D., and Carpenter, L., 1997. Effects of farm-manure handling practices on Escherichia coli O157:H7 prevalence in cattle. J. of Food Protection 60: 363-366.
Hara-Kudo, Y., Konuma, H., Iwaki,M; Kasuga, F., Sugita-Konishi, Y., Ito, Y., and Kumagai, S., 1997. Potential hazard of radish sprouts as a vehicule of Escherichia coli O157:H7. J. of Food Protection. 60: 1125-1127.
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