Temas de Higiene de los Alimentos
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Un libro muy interesante de Angel E. Caballeros Torres. Los contaminantes químicos y biológicos, explicados junto con los temas que permiten su prevención, serán útiles además para estudiantes de......

Un libro muy interesante de Angel E. Caballeros Torres. Los contaminantes químicos y biológicos, explicados junto con los temas que permiten su prevención, serán útiles además para estudiantes de otras carreras afines, e incluso, profesionales que necesiten consultar estas materias, con el propósito de elevar la calidad técnica de su desempeño laboral.

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  • 1. Ángel E. Caballero Torres La Habana, 2008
  • 2. Catalogación Editorial Ciencias MédicasCaballero Torres, Ángel E. Temas de Higiene de los Alimentos / Ángel E. Caballero Torres [et al]. La Habana:Editorial Ciencias Médicas, 2008. [x] 382 p. : il., tab.Incluye bibliografía al final de los capítulosQW 85HIGIENE ALIMENTARIAEdición: Dra. Nancy Cheping SánchezDiseño y realización: Ac. Luciano O. Sánchez NúñezEmplane: Xiomara Segura Suárez© Ángel E. Caballero Torres, 2008© Sobre la presente edición: Editorial Ciencias Médicas, 2008ISBN 978-959-212-363-2Centro Nacional de Información de Ciencias MédicasEditorial Ciencias MédicasCalle 23 No.177 entre N y O Edificio SotoEl Vedado, Ciudad de La Habana, CP 10400, Cubaecimed@infomed.sld.cuTeléfonos: 838 3375 832 5338
  • 3. Autor PrincipalDr. Ángel Eladio Caballero Torres. Doctor en Ciencias Médicas. Especialista en Higiene de los Alimentos. Investigador Auxiliar. Doctor en Medicina Veterinaria.AutoresLic. Virginia Leyva Castillo. Especialista en Microbiología de los Ali- mentos. Investigadora Auxiliar. Licenciada en Microbiología.Lic. Tamara Kely Martino Zagovalov. Especialista en Microbiolo- gía. Investigadora Agregada. Licenciada en Microbiología.Dra. Yamila Puig Peña. Especialista de I Grado en Microbiología. Doctora en Medicina.Lic. Eyda Otero Fernández-Trebejo. Máster en Nutrición. Investi- gadora Agregada. Licenciada en Bioquímica.Lic. Miguel Oscar García Roché. Investigador Auxiliar. Especialis- ta en Química y Toxicología de los Alimentos. Licenciado en Cien- cia de los Alimentos.Lic. Grettel García Díaz. Máster en Ciencias. Licenciada en Química.Lic. Iraida Rubí Villazón. Especialista en Aditivos y Contaminantes Metálicos. Licenciada en Alimentos.Dra. Consuelo Macías Matos. Doctora en Ciencias Químicas. In- vestigadora Titular.Lic. Daymara Mosquera. Máster en Nutrición. Licenciada en Ali- mentos.Lic. Armando Bécquer Lombard. Investigador Auxiliar. Licenciado en Alimentos.Dra. Tamara Díaz Lorenzo. Máster en Nutrición. Especialista de I Grado en Pediatría. Especialista de II Grado en Nutrición e Higie- ne de los Alimentos. Investigadora Agregada. Doctora en Medicina.Dra. Marta Cardona Gálvez. Máster en Nutrición. Especialista de I Grado en Medicina General Integral. Doctora en Medicina.Lic. Pedro Morejón. Máster en Ciencias Biológicas. Licenciado en Bio- logía.ColaboradoresLic. Yariela Sánchez Azahares. Licenciada en Alimentos.Lic. Jorge Luis Rodríguez Díaz. Licenciado en Alimentos.
  • 4. Prólogo En el texto Temas de Higiene de los Alimentos, los profesores de laasignatura homónima exponen los conceptos, definiciones y principalesexplicaciones de esta ciencia, que permite garantizar la protecciónsanitaria de los alimentos. Los temas de microbiología, química, toxicología e inocuidad de losalimentos constituyen este material, que será consulta obligada para losestudiantes del perfil de salida Nutrición y Dietética de la carreraTecnología de la Salud. Los contaminantes químicos y biológicos, explicados junto con lostemas que permiten su prevención, serán útiles además para estudiantesde otras carreras afines, e incluso, profesionales que necesiten consultarestas materias, con el propósito de elevar la calidad técnica de sudesempeño laboral. Los contenidos de estos temas facilitarán además la información atodos los que se interesen por el apasionante campo de las actividadesque facilitan la prevención y control de las enfermedades trasmitidas porlos alimentos. En cada uno de los temas, desarrollados por los profesores que losimparten, se expresa de forma actualizada los conocimientos científico-técnicos que permiten comprender sus fundamentos, así como losprocedimientos para sus aplicaciones prácticas. El texto facilita la formación de recursos humanos que incluyen ensus actividades laborales el noble empeño de contribuir a la alimentacióninocua y saludable de la población. Los años durante los cuales serán leídas estas líneas, hasta reclamarsus reimpresiones en versiones aún superiores, expresarán los principalesreconocimientos al esfuerzo de los autores, que es una de las razonesque tienen para ser trabajadores del Instituto de Nutrición e Higiene delos Alimentos. Dr. Jorge René Díaz Fernández Director del INHA
  • 5. ContenidoSección I. Microbiología de los alimentos /1Capítulo 1. Aspectos generales de la microbiología /3 Breve historia de la microbiología de los alimentos /3 Métodos ópticos en el estudio microbiológico /5 Posición que ocupan los microorganismos en el mundo viviente /5 Aspectos generales sobre el proceso infeccioso /15 Agentes antimicrobianos y desinfectantes /18 Bibliografía /19Capítulo 2. Control microbiológico de los alimentos /20 Microbiología de los alimentos y su relación con otras ramas /21 Incidencia y tipos de microorganismos en los alimentos /22 Bibliografía /28Capítulo 3. Principales bacterias patógenas en alimentos /29 Clasificación de las enfermedades alimentarias /29 Características generales de las bacterias patógenas que con mayor fre- cuencia se aislan de los alimentos /30 Bibliografía /41Capítulo 4. Factores que influyen en el crecimiento y supervivenciade los microorganismos /43 Crecimiento microbiano /43 Bibliografía /54Capítulo 5. Parásitos en alimentos /55 Relación huésped-parásito /55 Forma de trasmisión de los parásitos en los alimentos /59 Epidemiología /59 Diagnóstico /59 Bibliografía /71Capítulo 6. Virus en alimentos /72 Virus de la hepatitis A /75 Virus de la hepatitis E /76 Rotavirus /77 Adenovirus /77 Calicivirus /77
  • 6. Astrovirus /78 Otros enterovirus: virus Echo y virus de la Polio /79 Bibliografía /79Sección II. Química y toxicología de los alimentos /81Capítulo 7. Introducción a la toxicología alimentaria /83Capítulo 8. Tóxicos naturales que forman parte del alimento /86 Factores antivitamínicos /86 Inhibidores de proteasas /87 Taninos /88 Ácido fítico (ácido mioinositol 1,2,3,4,5,6 hexafosfato) /89 Oxalatos /89 Hemoaglutininas /89 Compuestos productores de favismo /90 Glucósidos cianogénicos /91 Saponinas /94 Alcaloides (solanina y chaconina) /94 Xantinas /95 Alcoholes /96 Bibliografía /98Capítulo 9. Micotoxinas en alimentos /100 Toxinas del ergot /102 Aflatoxinas /103 Ocratoxinas /107 Zearalenona /108 Tricotecenos /109 Fumonisinas /110 Patulina /112 Métodos de análisis /113 Prevención y control /113 Bibliografía /115Capítulo 10. Aditivos alimentarios /116 Colorantes orgánicos sintéticos /121 Edulcorantes /124 Antioxidantes /130 Conservadores /134 Bibliografía /142
  • 7. Capítulo 11. Peligros toxicológicos de los envases plásticos /145 Migración total y específica /148 Principales plásticos utilizados para el envasado de alimentos /149 Monómeros de mayor interés toxicológico /150 Análisis de migración /158 Bibliografía /160Capítulo 12. Contaminantes metálicos en alimentos /161 Arsénico /161 Mercurio /166 Cadmio /170 Plomo /175 Bibliografía /182Capítulo 13. Tóxicos originados por el tratamiento térmico /186 Aminas heterocíclicas /186 Hidrocarburos policíclicos aromáticos /188 Productos de la peroxidación lipídica /191 Archilamida /195 Bibliografía /197Capítulo 14. Toxinas de origen marino /199 Ciguatera (CTX) /201 Intoxicación neurotóxica por marisco (NSP) /203 Intoxicación diarreica por mariscos (DSP) /203 Intoxicación por saxitoxina o toxina paralizante de los moluscos (PSP) /204 Intoxicación por tetrodotoxina /206 Intoxicación amnésica por moluscos (ASP) /206 Intoxicación por aminas biógenas /207 Bibliografía /208Sección III. Inocuidad de los Alimentos /209Capítulo 15. Protección sanitaria de alimentos. Métodos de trabajo enHigiene de los Alimentos /211 Métodos de trabajo en Higiene de los Alimentos /211 Bibliografía /215Capítulo 16. Enfermedades trasmitidas por alimentos /216 Causas de las enfermedades trasmitidas por los alimentos /219 Principales características de algunas enfermedades trasmitidas por alimentos /223
  • 8. Estudio y control de las ETA /239 Otras posibles causas y asociaciones /243 Bibliografía /247Capítulo 17. Métodos de conservación de alimentos /249 Clasificación de los alimentos por su facilidad de descomposición /250 Principios en que se basa la conservación de los alimentos /250 Métodos de conservación de alimentos /251 Bibliografías /264Capítulo 18. Control sanitario de la leche y los productos lácteos /265 Leche /265 Productos lácteos /270 Bibliografía /272Capítulo 19. Control sanitario la carne y los productos cárnicos/273 Carne /273 Animales de los que se obtiene la carne /273 Obtención higiénica de la carne /275Capítulo 21. Control sanitario del huevo /288 Estructura del huevo /289 Alteraciones de los huevos /290 Clasificación sanitaria /291 Propiedades del huevo /293 Consejos y normas de manipulación /294 Bibliografía /295Capítulo 22. Control sanitario de frutas y vegetales /296 Frutas /296 Vegetales /297 Control sanitario de las frutas y vegetales /298 Importancia sanitaria /302 Jugos /304 Bibliografía /305Capítulo 23. Control sanitario de las aguas y bebidas /306 Aguas /306 Bebidas no alcohólicas /308 Bebidas alcohólicas /309 Bibliografía /315
  • 9. Capítulo 24. Alimentación colectiva /316 Principio de la marcha hacia delante /317 Venta de alimentos en las calles /318 Investigaciones realizadas en 8 ciudades de América Latina /320 Estudio FAO sobre venta de alimentos en las calles /321 Bibliografía /321Capítulo 25. Programas de limpieza y desinfección /323 Términos fundamentales /323 Ventajas de un programa de limpieza, desinfección y control de vectores /324 Control de plagas y vectores /327 Bibliografía /334Capítulo 26. Educación sanitaria: procedimientos para impartirla.Principios y estrategias /335 Capacitación del personal que impartirá la educación sanitaria /335 Etapas de las actividades educativas /337 Educación sanitaria de los manipuladores de alimentos /341 Educación sanitaria para niños sobre Higiene de los Alimentos /350 Educación sanitaria para garantizar la inocuidad de los alimentos en el hogar /355 Bibliografía /355Capítulo 27. Tecnologías para garantizar la inocuidad de losalimentos /357 Definición /358 Producción primaria /358 Resumen /368 Algunas consideraciones sobre el sistema HACCP /373 Resumen de ejemplos de aplicaciones de los principios del sistema HACCP /375 Bibliografía /379
  • 10. 1
  • 11. CAPÍTULO 1 Aspectos generales de la microbiología Tamara K. Martino Zagovalov, Virginia Leyva Castillo y Yamila Puig Peña La microbiología es la ciencia que estudia los organismos demasiadopequeños para ser percibidos a simple vista, por lo que se denominan microor-ganismos. En términos generales dentro del amplio dominio de la microbiologíase ubican todos los organismos con diámetro de 1 mm o inferior. Sin los microorganismos sería imposible la vida, existen en la mayoría de loslugares: los suelos, el aire, el agua, los alimentos, en la piel y mucosas del hombrey los animales. Algunos son beneficiosos, o al menos no producen ningún daño,otros son dañinos y producen enfermedades al hombre, los animales y las plan-tas. En relación con los alimentos hay microorganismos que ayudan en la elabo-ración de diferentes tipos de productos: queso, cerveza, vino; existen otros cuyapresencia sirve como indicador de la calidad sanitaria, o los que alteran sus ca-racterísticas organolépticas y también microorganismos patógenos capaces deproducir enfermedades al ser ingeridos con el alimento.BREVE HISTORIA DE LA MICROBIOLOGÍA DE LOS ALIMENTOS El interés por evitar las enfermedades trasmitidas por los alimentos surgecon la práctica misma de ingestión de los alimentos; esta preocupación se mani-fiesta históricamente de muy diversas maneras. La necesidad de preservar losalimentos contra el deterioro constituyó un medio que de forma indirecta ha con-tribuido a proteger su inocuidad. Aunque es difícil señalar con precisión los pri-meros conocimientos acerca de la presencia y el papel de los microorganismosen los alimentos, se tiene evidencia de que su conocimiento antecede a la consi-deración de la microbiología como ciencia. El período de producción de alimentos se remonta desde hace aproximada-mente 8 000 años. Con la introducción de los alimentos preparados, hacen suaparición los problemas de trasmisión de enfermedades por estos y las alteracio-nes debidas a conservaciones inadecuadas. Entre los años 3 000 y 1 200 a.n.e.se utilizaron diferentes métodos en la conservación de alimentos: los judíos utili-zaron la sal del Mar Muerto; los chinos y griegos comían pescado salazonado ytrasmitieron esta práctica a los romanos, quienes además incluyeron en su dietalas carnes escabechadas; también debieron emplearse los aceites de oliva y sé-samo para este fin. Al parecer existió una influencia entre el proceso de momifi-cación y la conservación de alimentos. 3
  • 12. Hacia los años 1 000 a.C los romanos sobresalieron en la conservación decarnes y se cree que utilizaron nieve para la conservación de alimentos perece-deros. Se supone que en este período apareció el ahumado para la conservaciónde carnes, así como la elaboración de quesos y vinos. No se sabe si en estaépoca se tenía conocimiento del papel de los alimentos en la trasmisión de lasenfermedades o del peligro para consumir carne de animales infectados. Entre elnacimiento de Cristo y el año 1 100 d.C., parece ser que fue escasa la contribu-ción al conocimiento de la naturaleza de las alteraciones e intoxicacionesalimentarias. Durante La Edad Media las intoxicaciones por cornezuelo de cen-teno causaron decenas de miles de muertes. Hacia el siglo XIII, aunque se cono-cían las características propias de la carne higiénica, no se sabe si habíaconocimientos de las posibles relaciones causales entre sanidad y presencia demicroorganismos. A partir del descubrimiento de los microorganismos y de su participacióncomo causa de enfermedad desde finales del siglo XIX, se establecieron las basespara la generación de los principios científicos que permitirían prevenir la conta-minación, impedir la proliferación, inactivar de manera segura los agentespatógenos microbianos en los alimentos y desarrollar técnicas que faciliten sudetección. En 1683 Antony van Leeuwenhoek fue el primero en observar y describirlos microbios, llamados entonces animáculos. En 1765 Lázaro Spallanzani com-probó que el tratamiento térmico repetido permitía evitar el crecimiento demicroorganismos en infusiones, lo cual supone un primer desarrollo de métodosde esterilización de líquidos; realizó experimentos para refutar la doctrina de lageneración espontánea, aunque no consiguió convencer a los seguidores de estadoctrina. Theodore Schwann (1837) realizó los primeros experimentos relacio-nados con la fermentación y putrefacción, originada por microorganismos y otrosexperimentos relacionados con la conservación de alimentos tratados con calor;pero ninguno de estos 2 hombres consiguieron ventaja alguna de estos experi-mentos en cuanto a su aplicación práctica. François Appert en 1809 desarrolló el método de conservación de carnesen frascos de vidrio, que mantenía en agua hirviendo durante períodos variables.Este método conocido como "appertización", constituyó la base del envasado dealimentos de la forma en que hoy día se hace, a pesar de que Appert no era uncientífico y probablemente ignoraba el alcance del descubrimiento en el que ha-bía trabajado. Louis Pasteur, genial investigador francés, químico y microbiólogo,fue el primero que dio importancia y consideró el alcance y el papel de losmicroorganismos en los alimentos: realiza experimentos que demuestran el ori-gen microbiano de procesos de fermentación alcohólica (1860), láctica y butírica(1861), así como demostró la existencia de microorganismos anaerobios. Hacia1860 utilizó por primera vez el calor para destruir los microorganismos nocivosdel vino y de la cerveza (pasteurización). Louis Pasteur y John Tyndall demos-traron definitivamente, que al igual que los organismos macroscópicos, los micro-bios solo son producidos por otros microbios.4
  • 13. Desde esta época hasta la actualidad se han producido espectaculares pro-gresos en la utilización de los microorganismos. En Cuba el desarrollo de la mi-crobiología es parte inseparable del desarrollo médico, científico y tecnológico.MÉTODOS ÓPTICOS EN EL ESTUDIO MICROBIOLÓGICO La historia de la microbiología está estrechamente ligada con la de lamicroscopia, que es la ciencia que se ocupa de los usos y aplicacionesinterpretativas de los microscopios, los cuales nos permiten ver partículas muypequeñas que no pueden ser percibidas por el ojo humano. El microscopio óptico es ampliamente usado en estudios microbiológicos.En la actualidad se han desarrollado microscopios luminosos compuestos, queconstan al menos, de 2 sistemas de lentes (objetivo y ocular). La microscopia de campo claro es la más usada para observar frotis colo-reados, características morfológicas y movilidad de los microorganismos. Existeademás la microscopia de contraste de fase, campo oscuro y fluorescencia. El microscopio electrónico tiene mayor resolución que el microscopio ópti-co, emplea un haz de electrones enfocado por un magneto. Permite observar lasestructuras detalladas de la célula, también ha sido muy útil en el campo de lavirología, pues permitió la observación e identificación de virus.COLORACIONES En microbiología las coloraciones o tinciones son muy útiles y se empleancon diversos objetivos. Las coloraciones pueden ser simple (usa un solo colorante) o compuestas,cuando emplean varios colorantes en diferentes etapas, se utiliza para observartamaño, forma y agrupación de las células. La coloración de Gram es una de las coloraciones más empleadas, desarro-llada por Hans Christiam Gram en 1884, se utiliza para diferenciar las bacteriasen dependencia de la estructura de la pared celular, se basa en la reacción frenteal colorante, algunas células se tiñen con color azul-violeta y otras se decoloran yse tiñen más tarde con un colorante de contraste safranina. Las bacterias llama-das grampositivas se tiñen de azul violeta y tienen una pared celular con elevadocontenido de ácido teicoico, mientras que las gramnegativas se tiñen de rosado ysu pared contiene lipopolisacáridos. Algunas modificaciones de este método sehan descrito. Existen otras tinciones para demostrar estructuras de la célula (cápsula,esporas, flagelos, etc.). También hay coloraciones específicas para el estudio debacterias ácido-resistente, parásitos y virus.POSICIÓN QUE OCUPAN LOS MICROORGANISMOSEN EL MUNDO VIVIENTE En los siglos XVIII y XIX se planteaba la existencia de 2 reinos: reino vegetaly reino animal, en los que se ubicaron los microorganismos basado en la facultadpara moverse activamente y la aptitud para realizar fotosíntesis. 5
  • 14. Más tarde, con la aceptación de la teoría celular, esta clasificación comenzóa crear interrogantes. Con el desarrollo de la microscopia electrónica se planteóla existencia de 5 reinos: el reino monera, que incluía los procariontes (bacterias),y otros 4 reinos que incluían los eucariontes: protoctista (integrado por algas,protozoos, hongos viscosos y otros organismos acuáticos y parásitos menos co-nocidos), hongo (que incluye hongos macroscópicos y microscópicos y líquenes),plantae (formado por musgos, helechos, coníferas y plantas con flores) y animalia(formado por animales con esqueleto y sin él). El desarrollo de la biología molecular simplificó a 3 los reinos: Archea queincluye bacterias que sobreviven en condiciones extremas (termófilas, halófilas ymetanogénicas), procariotes y eucariotes.CÉLULA PROCARIÓTICA Las palabras procarionte y eucarionte vienen del griego: procarithique yeucarithique, en las que pro significa antes; eu, verdadero y karion, núcleo.Las diferencias fundamentales entre ellas se recogen en la tabla 1.1.Tabla 1.1. Algunas diferencias entre procariontes y eucariontesAspectos Procariontes EucariontesTamaño celular Células pequeñas Células grandes (1-10 µm) < 2 µm de (10-100 µm) diámetroPared celular Presente en la mayoría Ausente en animales; presente (peptidoglicano, ácido en algas, hongos y plantas teicoico, porinas, otros polisacáridos y glicoproteínas)Endospora Presencia AusenciaOrganelos con Ausencia PresenciamembranaSistema Ausencia de mitocondrias. Presencia de mitocondriasrespiratorio Las enzimas para la oxidación de las moléculas orgánicas se encuentran al nivel de membrana celularNúcleo ADN en nucleoides no Núcleo membranoso que rodeados por membrana. contiene cromosomas (ADN, No poseen cromosomas ARN y proteínas)ADN Presenta (plásmidos) No presentaextracromosomalDesarrollo tisular No existe Organismos multicelulares, de- sarrollo extenso de los tejidosDivisión celular Directa, principalmente Mitosis, huso mitótico. Partici- por fisión binaria. No pación de uno y otro sexos en poseen centríolos, ni la fertilización huso mitótico, ni microtúbulos6
  • 15. La célula bacteriana (procariótica) está constituida por la membrana celu-lar que está rodeada por una pared celular, hacia el interior de la célula un cito-plasma con ribosomas y una región nuclear (nucleoide), y presenta en algunoscasos gránulos, vesículas o ambos. Puede tener estructuras externas como:flagelos, fimbrias y cápsula. Como grupo son las formas de vida más resistentes,ya que han soportado las condiciones ecológicas más diversas. Estructura de la célula bacteriana. La pared celular es una estructurafundamental de la bacteria; le brinda rigidez a la célula, protección osmótica, esla responsable de la forma celular y del comportamiento de las bacterias frente ala tinción de Gram. Desempeña un papel importante en la división celular e inter-viene en su propia biosíntesis. Su unidad básica es el péptidoglicano (típico de procariontes): polímero deconfiguración D, que forma un enrejado. La biodiversidad en bacterias vienedada por la configuración del péptidoglicano. Otro componente de la pared, típicode procariontes, es el ácido mesoaminopimélico. La mayoría de las bacterias se pueden clasificar en gramnegativas ygrampositivas de acuerdo con la coloración de Gram. En el caso de las bacteriasgrampositivas contienen una pared celular (péptidoglicano) y a continuación seencuentra la membrana citoplasmática. Las gramnegativas tienen una pared másfina, pero más compleja que las grampositivas, y a diferencia de estas poseenuna membrana externa de lipopolisacáridos (LPS), que constituyen una endotoxinabacteriana. La membrana citoplasmática es la barrera que separa la parte externa einterna de la célula, se encuentra rodeando al citoplasma. Es una estructurafundamental de la célula, presenta cationes calcio y magnesio que le dan estabi-lidad, también está formada por fosfolípidos y proteínas. Es una barrera altamen-te selectiva, posibilita que la célula acumule metabolitos y excrete sustancias dereserva. A nivel de membrana ocurren todos los mecanismos de transporte. Estructuras externas. La cápsula es una estructura que poseen algunasespecies bacterianas capaces de sintetizar grandes cantidades de polímerosextracelulares. Se deposita alrededor de la pared celular, es la estructura másexterna de la mayoría de las células procariontes y consiste en un revestimientoviscoso, gomoso o mucilaginoso, que puede ser de naturaleza polisacarídica opolipeptídica y no es imprescindible para la vida; además, desempeña un papelimportante en la virulencia de la célula, así como le ofrece propiedadesantifagocitarias. Protege a la célula de la desecación, permite la adherencia aotras superficies celulares, por la capacidad que le ofrece de pegar iones metá-licos y aminoácidos con carga positiva. Los flagelos están compuestos en su totalidad por proteínas, estos son losresponsables del movimiento, es decir, órganos de la locomoción para las formasque los poseen. Estos son submicroscópicos y se observan al microscopio ópticocon tinciones especiales. Se conocen 3 tipos de ordenamiento: monótrico (flagelopolar simple), lofótrico (flagelos polares múltiples) y perítricos (flagelos distribui-dos en la totalidad de la célula). 7
  • 16. Fimbrias o pili. Son apéndices rígidos de la superficie bacteriana, estructu-ras mucho más pequeñas y finas que los flagelos. Solo se observan al microsco-pio electrónico. Se diferencian 2 tipos de pili: el sexual y las adhesinas, estaspermiten a la bacteria adherirse a las células del hospedero. Estructuras internas. El citoplasma constituye la mayor parte del conteni-do celular, es una sustancia semifluida que está delimitada por la membranacitoplasmática y posee elevado contenido de agua, así como sustancias químicas(carbohidratos, enzimas, lípidos, proteínas). En el citoplasma ocurren reaccionesquímicas, metabólicas y anabólicas. El nucleoide o región nuclear es la zona donde se halla el material genético(ADN), no existe membrana nuclear ni aparato mitótico y puede considerarsecomo un cromosoma único. Algunas bacterias poseen ADN circularextracromosómico que se conoce con el nombre de plásmido. Los ribosomas están compuestos por ARN y proteínas, su función es lasíntesis de proteínas. Los ribosomas de procariontes son menores que los deeucariontes. En el citoplasma se pueden encontrar también otras estructuras como loscromatóforos, que tienen como función la fotosíntesis, además se hallan las sus-tancias de reserva. Existe material de reserva no nitrogenado (glucógeno),nitrogenado (cianoficina), gránulos de volutina y corpúsculos de azufre; la mayo-ría se acumula en el citoplasma al finalizar la fase activa de crecimiento. Endospora bacteriana. Solo algunos géneros bacterianos son capaces deproducir endospora. El proceso de esporulación consiste en la modificaciónmorfológica de la célula vegetativa en espora, la cual es capaz de sobrevivirlargos períodos en condiciones adversas del medio. La endospora contiene todala información genética de la célula vegetativa. Cuando las condiciones ambien-tales (físicas, químicas y nutricionales) que dieron lugar a la formación de laendospora se reestablecen, ocurre el proceso de "germinación" que da lugar a lacélula vegetativa (tabla 1.2). División celular bacteriana. Las bacterias casi siempre se dividen porfisión binaria o bipartición simple. El cromosoma bacteriano se fija a la membra-na. Al terminar la autoduplicación del DNA sucede la síntesis de una membranatransversa que separa los 2 cromosomas homólogos, desplazándolos, lo cual esTabla 1.2. Diferencias entre la endospora y la célula vegetativa Endospora Célula vegetativaActividad enzimática Baja AltaContenido de iones calcio Alto BajoResistencia al calor Sí (por ácido dipicolínico) NoResistencia a radiaciones Sí Noy sustancias químicasContenido de agua 10-25 % 80-90 %pH citoplasmático 5,5-6,0 7,08
  • 17. seguido por la formación de una nueva pared celular; la célula que se origina esidéntica a la célula madre. Formas de la célula bacteriana y agrupaciones características. Segúnsu forma las bacterias se clasifican en: cocos, bacilos y espirilos. Al permanecer unidas temporalmente después de dividirse, las bacteriaspueden formar grupos característicos:− Cocos: parejas (diplococos), cadenas (estreptococos), racimos (estafilococos), grupos de 4 células (tétradas) y grupos de 8 células (sarcinas).− Bacilos: parejas (diplobacilos), cadenas (estreptobacilos) e hileras paralelas (palizadas). Clasificación de las bacterias. La taxonomía o clasificación biológica esla disposición sistemática de los organismos en grupos o categorías. Los nom-bres científicos son definiciones abreviadas o descripciones de losmicroorganismos. Para nombrar las bacterias se emplea el sistema binomial de nomenclatura;el nombre se escribe en latín y está compuesto por 2 palabras: la primera indicael grupo taxonómico de mayor categoría (el género) y la segunda hace referen-cia a una especie en particular. Toda vez escrito en un texto, el género y laespecie de un microorganismo al repetirla solo necesita poner la inicial del géne-ro, punto y el nombre de la especie.MICROORGANISMOS EUCARIONTES. HONGOS Principales características de los hongos. Son organismos formadoresde espora, que carecen de clorofila; poseen todas las estructuras de la célulaeucariota: mitocondrias, complejo de Golgi, retículo endoplasmático, núcleo, etc.Algunos son parásitos de animales o plantas; además son aerobios, aunque bajodeterminadas condiciones anaerobias algunos pueden germinar y desarrollarse(ejemplo, las levaduras). Según su forma de crecimiento se denominan hongosfilamentosos o levaduras. Los hongos filamentosos crecen en forma de hifas, esta es la unidad celularde los hongos filamentosos; son estructuras cilíndricas parecidas a tubos,filamentosas, rodeadas por una membrana citoplasmática, presentan esteroles yluego una pared celular formada fundamentalmente por quitina. Los hongos su-periores poseen hifas septadas y los inferiores no septadas, y son multinucleadas.Los septos poseen poros que permiten el paso del contenido citoplasmático, in-cluyendo el núcleo. A partir de la hifa se forman estructuras diferenciadas quecumplen distintas funciones. Al conjunto de hifas unidas y entrelazadas se les denomina micelio, el cualpuede ser reproductivo (donde se encuentran las esporas) o vegetativo (es el quese introduce en el medio de cultivo para absorber los nutrientes). Producenpigmentos y son tenaces, resisten la desecación severa y otras agresiones. Seconsideran los eucariontes más adaptables. 9
  • 18. Los hongos levaduriformes se distinguen porque son unicelulares y poseenformas diversas, como colonias suaves, cremosas y con pigmentos variados se-gún el género y la especie. Algunos son dimorfos pues crecen tanto en la forma filamentosa como enla levaduriforme, lo cual depende de factores como la temperatura a que esténsometidos (25 ó 37 °C) y los nutrientes. La reproducción en hongos puede ser sexual o asexual, generalmente tienelugar mediante la formación de esporas. La reproducción asexual puede sertambién por gemación o fragmentación del talo. La reproducción sexual es máscompleja, supone la unión de 2 núcleos compatibles, lo que ocurre a través de 3procesos: plasmogamia, cariogamia y meiosis. Nutrición microbiana. Los nutrientes son todas las sustancias empleadaspor las células como fuente de materia prima para la biosíntesis y generación deenergía. La nutrición microbiana debe cubrir 2 necesidades básicas de la célula:el suministro de carbono para el mantenimiento de su composición y el suministrode energía para la actividad metabólica. El agua constituye el nutriente principalen términos cuantitativos, representa del 80 al 90 % del peso total de la célula. En los microorganismos, los macronutrientes constituyen la mayor parte delpeso celular, estos son: C, O2, N, S, H2, P, K y Fe. De los macronutrientes quenecesita la célula, el carbono es el más importante por su peso en la nutrición detodos los organismos, representa el 50 % del peso seco celular; también tienensuma importancia el nitrógeno y el azufre. Las funciones del oxígeno son muyvariadas, se encuentra formando parte del agua y también es requerido en elmetabolismo energético. Para su desarrollo los microorganismos también requieren micronutrienteso elementos trazas que se encuentran en un orden menor en la célula: Zn, Mg,Mo, Cu, Co, Ni, etc. Todos los elementos metálicos pueden suministrarse entrelos nutrientes como cationes de sales inorgánicas. Las vitaminas también sonrequeridas para el crecimiento. A través de la pared celular y la membrana citoplasmática entran a la célulalos nutrientes y la energía necesaria, y salen los desechos. Los microorganismos se clasifican desde el punto de vista nutricional segúnla fuente de carbono y energía que emplean de la forma siguiente:− Fotoautótrofos. Emplean la luz como fuente de energía y el CO2 como princi- pal fuente de carbono.− Fotoheterótrofos Emplean la luz como fuente de energía y un compuesto or- gánico como principal fuente de carbono.− Quimiautótrofos. Usan una fuente química para el suministro de energía y el CO2 como fuente de carbono. La energía se obtiene por la oxidación de com- puestos inorgánicos reducidos.− Quimioheterótrofos. Son aquellos organismos que emplean una fuente quími- ca de energía y una sustancia orgánica como fuente de carbono. En esta categoría, tanto el carbono como la energía son derivados del metabolismo de10
  • 19. un compuesto orgánico, por lo que son precisamente estos los organismos de interés para la microbiología de los alimentos. Los microorganismos a partir de fuentes de carbono muy simples y sustan-cias minerales son capaces de sintetizar todas las complejas estructuras celula-res que le dan vida. No obstante, existen microorganismo que pierden la facultadde sintetizar determinados metabolitos esenciales, conocidos como factores decrecimiento, ellos son: vitaminas (que se emplean como factores enzimáticos),aminoácidos (que constituyen las proteínas) y enzimas, así como purinas ypirimidinas (precursoras de los ácidos nucleicos), que son imprescindible añadir-los al medio de cultivo en muy pequeñas concentraciones, para que este tipo demicroorganismo pueda desarrollarse. Este fenómeno se conoce como auxotrofía. Por tanto los microorganismos auxótrofos son aquellos que requieren queen su medio de cultivo se incorpore algún factor de crecimiento para que estos sedesarrollen; mientras que los organismos protótrofos son capaces de crecer enmedios sin requerimientos de factores de crecimiento, estos medios de cultivoson medios mínimos, que solo poseen una fuente de carbono, energía y sales. Ecología microbiana. Los seres vivos no se conciben sin el medio am-biente, ellos constituyen una unidad esencial. Los microorganismos establecenrelaciones más o menos estrechas con otros microorganismos, o con plantas yanimales superiores. Estas relaciones pueden tener causas nutritivo-fisiológicaso de tipo ecológico. La coexistencia de 2 organismos diferentes durante largos períodos de vidase conoce como simbiosis. Para estudiar las relaciones entre los seres vivos se establecen categorías,según la ubicación en las cadenas alimentarias. Estas categorías son:− Comensalismo. Es la relación interespecífica, entre especies diferentes, don- de un organismo denominado comensal vive en otro sin causarle daño. En esta relación el beneficio mutuo es menos ostensible, pero no hay perjuicio para ninguno de los organismos participantes.− Mutualismo: es la relación interespecífica que es favorable para ambas especies.− Parasitismo. Es la relación interespecífica en la que un organismo vive a ex- pensas de otro durante toda su vida o parte de ella, provocándoles daño o no, aparente o inaparente. Solo uno de los miembros -el parásito- se beneficia, y el otro organismo se perjudica. Los parásitos pueden ser obligados, cuando no pueden vivir si no es a expensas del huésped, o facultativos. Los organismos saprófitos son aquellos que nunca interfieren en el funcio-namiento normal de su hospedero o que no habitan en animales o vegetalesvivos. Estos organismos viven normalmente sobre materias inanimadas o sustan-cias orgánicas muertas y en descomposición. Metabolismo microbiano. La capacidad para utilizar y transformar laenergía es una de las propiedades fundamentales de los sistemas vivientes. Elcrecimiento microbiano requiere la formación de estructuras bioquímicas 11
  • 20. complejas: proteínas, ácidos nucleicos, polisacáridos y lípidos; para ello, es nece-sario tomar nutrientes preformados del medio o sintetizarlo, por lo que se requie-re una fuente de energía; todo este proceso se conoce como metabolismo. El metabolismo da lugar a 2 procesos importantes y opuestos: la generaciónde energía y la utilización de ella en los procesos de síntesis celular; estos proce-sos se conocen con el nombre de catabolismo o metabolismo degradativo yanabolismo o biosíntesis. El anabolismo va dirigido a la síntesis de macromoléculas;es un proceso que requiere energía. El catabolismo es el proceso que aporta la energía para la síntesis demacromoléculas; esta energía se obtiene usualmente en forma de ATP (adenosíntrifosfato). Las funciones del metabolismo energético en la célula son:− Obtención de energía para los procesos celulares. Energía química de los en- laces del sustrato (nutriente) o de la luz absorbida.− Conversión de los compuestos nutritivos en precursores de los componentes celulares (formación de macromoléculas).− Organización de las macromoléculas en polímeros: proteínas, ácidos nucleicos y otros.− Formación y degradación de las biomoléculas necesarias para las funciones específicas de la célula. Catabolismo. La generación de ATP se produce mediante mecanismosque tienen lugar en la membrana: la fosforilación al nivel de sustrato y lafosforilación asociada al transporte de electrones, y estos mecanismos se ponende manifiesto en los esquemas o modos de metabolismo que emplea la célulamicrobiana para obtener energía (fermentación, respiración y fotosíntesis). A losefectos de la microbiología de los alimentos solo los 2 primeros son de interés. Fermentación. La fermentación es el mecanismo más simple y quizás elmás antiguo desde el punto de vista evolutivo, de los procesos de obtención deenergía. Es el proceso metabólico -generador de ATP- en el que tanto donantescomo aceptores de electrones son moléculas orgánicas. La molécula donante seoxida y la aceptora se reduce. En este esquema de metabolismo tiene lugar unmecanismo que acontece en la membrana, en el que el ATP se forma a partir deADP (adenosín difosfato) por transferencia de un grupo fosfato PO42- de altaenergía a partir de un intermediario catabólico, este mecanismo se conoce comofosforilación al nivel de sustrato. La fermentación ocurre en ausencia de oxígeno y en ella existe un balanceriguroso de carbono, hidrógeno y oxígeno entre los sustratos y los productos. Losgrupos de microorganismos que pueden fermentar son los anaerobios estrictos,facultativos y aerotolerantes. Respiración. Es el proceso metabólico generador de ATP en el que tantocompuestos orgánicos, como inorgánicos sirven para donar electrones (oxidán-dose) y solo los inorgánicos se utilizan como aceptores (reduciéndose). En todo12
  • 21. proceso respiratorio participa la cadena de transporte electrónico, en esta cade-na los compuestos son oxidados y reducidos de forma reversible y en ella el ATPse forma mediante un mecanismo denominado fosforilación oxidativa. Los microorganismo que pueden emplear compuestos orgánicos comodonadores de electrones son los organismos heterótrofos, y los que pueden em-plear compuestos inorgánicos como donadores de electrones son las bacteriaslitótrofas o autótrofas. La respiración puede ser:− Aerobia. Cuando el aceptor final de electrones en la cadena respiratoria es el oxígeno. Es la respiración más completa, eficiente y evolucionada. Es el pro- ceso que mayor energía permite obtener.− Anaerobia. Cuando el aceptor final de electrones es una sustancia oxidada (sulfatos, nitratos y carbonatos). Este proceso respiratorio es característico de un pequeño grupo de bacterias. Atendiendo al proceso respiratorio que realizan los microorganismos, pue-den clasificarse como:− Aerobios estrictos. Solo pueden vivir en presencia de oxígeno.− Anaerobios facultativos. Microorganismos que pueden generar ATP mediante la fermentación y la respiración anaerobia, empleando el ión nitrato como aceptor final de electrones. Este tipo de respiración es importante para las bacterias porque les da la posibilidad de contar con un proceso alternativo ante condicio- nes adversas, que le permite vivir de manera anaerobia.− Anaerobios estrictos. Microorganismos que no pueden emplear la respiración aerobia como alternativa para obtener ATP. Emplean SO42- y CO32- como aceptores de electrones. No sobreviven en presencia de oxígeno, y requieren condiciones especiales de incubación para lograr cultivos en el laboratorio. Existen microorganismos que necesitan atmósferas constituidas por unamezcla de gases y logran tolerar bajas tensiones de oxígeno, o sea, requierenbajas tensiones de oxígeno para su desarrollo, estos son los llamados microaerófilos. Anabolismo. A partir de diversas vías metabólicas los microorganismossintetizan las macromoléculas necesarias para su desarrollo, de este modo seforman los componentes de la pared celular, como el péptidoglicano; tambiénsintetizan lipopolisacáridos (LPS), característicos de bacterias gramnegativas,polímeros capsulares extracelulares, material de reserva y así todos y cada unode los componentes que necesita la célula. Todas las vías metabólicas de producción de energía tienen la misma fun-ción común: la provisión de ATP y nucleótidos de piridina reducidos, para realizarlas reacciones de la biosíntesis celular. El desarrollo microbiano solo puede en-tenderse como el resultado de una actividad química alta y específicamenteregulada, que responde al principio de economía celular, para ello, en la célulaoperan 2 mecanismos diferentes de regulación: la regulación inespecífica de laactividad biosintética y los mecanismos de regulación rápidos y específicos. 13
  • 22. Crecimiento microbiano. En los sistemas biológicos, el crecimiento es elincremento irreversible en la cantidad de constituyentes celulares y de sus es-tructuras. En los organismos unicelulares el crecimiento se refleja por el aumento detamaño y masa de la célula, con una división posterior en 2 células hijas y, portanto, incremento en la población. En los organismos filamentosos se destacaaumento en el volumen y la elongación de los filamentos. Al inocular un microorganismo en un recipiente cerrado con cantidad fija demedio de cultivo e incubarlo a una temperatura, se aprecian cambios a través deltiempo, los que han sido estudiados y divididos en fases que caracterizan deter-minados estados morfológicos y fisiológicos de la célula, de acuerdo con losfactores del medio donde se encuentra (Fig. 1.1). Fig. 1.1. Fases de la curva típica de crecimiento microbiano. En los alimentos ocurren procesos similares, dado que la mayoría contienenmicroorganismos en determinados niveles. Fase I. Fase lag o de latencia. Primera fase del crecimiento. Adaptación aun medio ambiente con nuevas condiciones, existe cese parcial de las funcionesmetabólicas, formación de enzimas y metabolitos intermediarios necesarios parala reanimación del crecimiento. La velocidad específica de crecimiento es cero.La extensión de esta fase depende del inóculo, la edad del cultivo, la composicióndel medio y las características de la cepa utilizada del microorganismo. Fase II. Fase de aceleración positiva. Las células disminuyen de tamaño,comienzan a utilizarse las reservas y aparecen nuevas funciones. La velocidadespecífica de crecimiento se incrementa hasta un valor máximo.14
  • 23. Fase III. Fase exponencial o de crecimiento logarítmico. Comienza todavez que el microorganismo ha alcanzado la velocidad específica de crecimientomáxima y esta se mantiene constante. Esta fase exponencial se caracteriza porelevada actividad fisiológica; el contenido de ARN alcanza su máximo valor, locual determina la intensidad de crecimiento y elevado nivel de la síntesis deproteína, además, tiene lugar la división celular, y existe aumento exponencial dela masa. También en esta fase existe un equilibrio de flujo de material. Este procesose mantiene hasta que se agoten los nutrientes, se acumulen muchas sustanciastóxicas que inhiban el crecimiento y se manifieste las características más impor-tantes de la célula. Fase IV. Fase de aceleración negativa o crecimiento retardado. Estadio dedeficiencia: la concentración de nutrientes decrece a expensas de una acumula-ción del producto, el crecimiento y la división disminuyen por efecto de factoresexternos no favorables (aumento de la temperatura, la presión osmótica, la acu-mulación de metabolitos tóxicos, etc.). La concentración de nutrientes llega a sertan baja que la velocidad específica de crecimiento va de máxima a cero. Fase V. Fase estacionaria. Cese completo del crecimiento por agotamientode nutrientes y acumulo de sustancias tóxicas. La velocidad específica de creci-miento es cero. El número de microorganismos en la unidad de volumen se muestraexistiendo un equilibrio entre la división y la muerte, aunque la mayor parte de lapoblación pasa al metabolismo endógeno, es decir, mantiene la viabilidad a ex-pensas del consumo de su propia masa (sustancias de reserva). El agotamientode los nutrientes, la excreción de sustancias tóxicas, el cambio en el pH y en lascondiciones óxido-reductoras, así como en la concentración celular, determinanlas características de esta fase. Fase VI. Fase de declinación o muerte. La velocidad específica de creci-miento es negativa (muerte). Aumento de la mortalidad, son más las células quemueren que las que nacen, aunque puede persistir un número pequeño de sobre-vivientes a expensas de los nutrientes de las que mueren. La célula pierde todacapacidad para los procesos degradativos.ASPECTOS GENERALES SOBRE EL PROCESO INFECCIOSO Enfermedad es todo cambio o alteración fisiológica que puede causar sínto-mas o no. La enfermedad infecciosa es aquella alteración producida por agentesbiológicos microscópicos; es el resultado de una relación no exitosa entre el pa-rásito y el hospedero. La infección implica aparición de microorganismos en tejidos vivos, vienedada por la presencia y multiplicación de microorganismos en la superficie odentro de otro organismo. Comienza con ese primer encuentro en el que se llegaa establecer un microorganismo en un macroorganismo. Es una unión al nivelmolecular entre 2 componentes: uno celular (receptor) y otro microbiano(adhesina). 15
  • 24. Un agente patógeno es definido como un organismo que tiene elevada po-tencialidad para causar enfermedad. Los factores que afectan el desenlace finalde la relación hospedero-parásito determinan la salud o la enfermedad. Estahabilidad depende de diversos factores, entre los que se encuentran: la dosisinfecciosa y virulencia del parásito, la puerta de entrada y los mecanismos dedefensa del hospedero. Existen microorganismos que son patógenos verdaderos y otros son oportu-nistas. Los patógenos verdaderos se sobreponen a las defensas del organismo yproducen enfermedad, mientras que los oportunistas son aquellos que solo indu-cen enfermedad cuando los mecanismos de defensa del hospedero están com-prometidos o debilitados. Algunos miembros de la microbiota normal pueden serpatógenos oportunistas. La patogenicidad es un atributo de las bacterias, dentro de las diferentescepas de una especie se pueden encontrar amplias variaciones en la habilidadpara perjudicar o dañar la especie hospedera. Esta patogenicidad relativa seconoce como virulencia. La virulencia es un atributo de cepa y no de especie. Engeneral, cuando una bacteria es más virulenta la dosis para infectar a un indivi-duo dado es menor. Se conoce que los procesos que intervienen en las relaciones que se esta-blecen entre huésped y parásito son muy complejos, y en modo alguno se puedeconsiderar que ellas pueden ser unilaterales.FACTORES DE VIRULENCIA O ATRIBUTOS PATOGÉNICOS Los factores de virulencia o atributos de patogenicidad son mecanismosque los microorganismos han desarrollado para evadir o engañar las defensasprotectoras de los organismos superiores. Muchos microorganismos deben suvirulencia a una interacción compleja de diferentes factores patogénicos y no aun solo mecanismo. Algunos de estos atributos son tratados en este capítulo de forma abrevia-da, atendiendo a aquellos mecanismos que participan en la primera parte delproceso infeccioso: adherencia, colonización e invasión y los que participan en lasegunda parte del proceso infeccioso provocando el daño. Adhesinas. Las adhesinas, como las fimbrias o pili, participan en la prime-ra parte del proceso infeccioso propiciando la adherencia. Por lo general, todas las enfermedades infecciosas comienzan en la super-ficie del huésped. La adherencia es una relación que se establece al nivel molecular,donde participan las adhesinas del patógeno y los receptores del hospedero. Ad-hesión equivale a fijación, es el proceso mediante el cual la bacteria se "pega" ala superficie de las células del huésped. La unión de las adhesinas y los recepto-res es un estrecho y específico modo llave-cerradura. Cápsula. La cápsula evita la fagocitosis y dificulta el reconocimiento de labacteria por el sistema inmunológico del huésped, por lo tanto este es un meca-nismo que favorece la diseminación bacteriana en el proceso de infección.16
  • 25. Sideróforos. La producción de sideróforos permite a la bacteria extraer elhierro que se encuentra en proteínas como la lactoferrina y la transferrina, parahacerlo asequible al microorganismo.OTROS FACTORES DE VIRULENCIA ASOCIADOS CON LA INVASIVIDAD La pared celular de algunas bacterias contiene cantidades importantes dedeterminados compuestos que inhiben la fusión del fagosoma-lisosoma; otrosmecanismos que evitan esta unión también han sido expuestos, aunque no hansido demostrados de manera convincente para la mayoría de los microorganismos.Se ha visto que la exposición a los gránulos hidrolíticos lisosomales puede serevitada por inhibición de la fusión del lisosoma con el fagosoma. Existen microorganismos que además pueden ser capaces de resistir lasacciones antimicrobianas de las enzimas fagolisosómicas. Estos mecanismospueden hacer que el organismo sea resistente a la muerte en el fagolisosoma. Otro mecanismo empleado es la destrucción de las células fagocíticas, elque está asociado con la producción de toxinas. Toxinas y enzimas. La producción de toxinas y enzimas por parte de unpatógeno en un hospedero implica daños. Las toxinas microbianas se clasificancomo exotoxinas y endotoxinas. Las exotoxinas se producen durante el metabolismo de las bacterias y sonsecretadas al ambiente que las rodea. Se originan por las bacterias grampositivasy en ocasiones por las gramnegativas; son proteínas inmunogénicas; ejercen suacción por destrucción de componentes celulares específicos o interferencia defunciones celulares específicas. Las exotoxinas se pueden clasificar según las células que afectan, por ejem-plo: las neurotoxinas como la botulínica que ejercen su acción primaria sobre elsistema nervioso, y las enterotoxinas como las producidas por Staphylococcusaureus, afectan el enterocito (tabla 1.3). También, en dependencia de la estructura y acción se consideran como:citotoxinas (hemolisinas, fosfolipasas) y superantígeno. Las citotoxinas atacan la membrana celular. Las hemolisinas poseen acciónlítica sobre los eritrocitos de los mamíferos, y las fosofolipasas separan el grupocabecera de los fosfolípidos del resto de la estructura de la membrana celular;hacen inestable la estructura bicapa de la membrana y la célula se rompe. Los superantígenos ejercen su acción directamente entre el complejo prin-cipal de histocompatibilidad (MHC) de clase 2 y los receptores celulares especí-ficos, por lo que se liberan citoquinas, apareciendo el daño celular. La toxina Adel Staphylococcus es considerada un superantígeno. Las endotoxinas forman el componente LPS de la membrana externa delas bacterias gramnegativas y son liberadas en grandes cantidades solo cuandola célula se lisa. La toxicidad de las endotoxinas radica en el lípido A (responsablede todos los efectos que se producen por microorganismos gramnegativos). Laendotoxina es el iniciador primario en el shock séptico por bacterias gramnegativas. 17
  • 26. Tabla 1.3. Características que diferencian a endotoxinas y exotoxinasPropiedades Endotoxinas ExotoxinasFuente bacteriana Solo gramnegativas. Grampositvas, ocasionalmente Para mostrar actividad por gramnegativas. Excretada biológica no es necesaria por células vivas su liberaciónRelación con el LPS de la membrana Producto metabólico del creci-microorganismo externa. Se libera cuando miento la célula muereQuímica Lípido de la membrana Proteína externa (LPS) Estabilidad al calor Estable Casi siempre inestableInmunología No son convertidas Muy antigénicas. a toxoide Toxoide (antitoxina)Efectos Generales (fiebre,dolores, Afecta funciones celulares hipotensión)Dosis letal Pequeña Elevada La invasión bacteriana de los tejidos es facilitada con frecuencia por laliberación de enzimas, entre ellas se encuentran las hialuronidasa, coagulasa,colagenasa, lecitinasa, leucocidinas, etc.AGENTES ANTIMICROBIANOS Y DESINFECTANTES Los antimicrobianos son compuestos que tienen acción contra losmicroorganismos, pueden ser de origen microbiano o químico. Algunas definiciones que deben ser conocidas en relación con el tema sonlas siguientes: Sepsis. Presencia de microorganismos perjudiciales en el tejido vivo. Asepsia. Ausencia de microorganismos patógenos. Es en sentido estrictola ausencia de gérmenes infecciosos en tejidos vivos. Bactericida. Que tiene la propiedad de matar las bacterias. Se dice decualquier agente que destruye las bacterias patógenas o no, aunque no siempresus esporas; es una acción irreversible. El sufijo -cida- significa exterminador. Bacteriostático. Que tiene la propiedad de inhibir la multiplicaciónbacteriana, esta se reanuda en cuanto se retira el agente. Los agentesbacteriostáticos son sustancias o condiciones que no destruyen inmediatamentelas bacterias, inhiben su multiplicación de modo que mueren solo después dealgún tiempo sin un aumento importante de su número. Stasis es una palabragriega que significa detención. Estéril. Exento de vida de cualquier clase. Dado el criterio de muerte paralos microorganismos, incapacidad para reproducirse. Desinfectante. Agente químico capaz de destruir los microorganismos, enel caso de las bacterias su forma vegetativa, no necesariamente sus esporas,disminuye estas a niveles mínimos. La mayoría de los desinfectantes son tóxicos18
  • 27. o perjudiciales a los tejidos y no pueden ser empleados como antisépticos. Suacción bactericida está determinada por la concentración, tiempo y temperaturaa la que son aplicados. Higienizante. Cualquier agente que reduzca el recuento bacteriano a ni-veles inocuos en el aspecto de las necesidades sanitarias. Suelen aplicarse aobjetos inanimados como utensilios, pisos, paredes y mesetas. Antiséptico. Son sustancias que destruyen o inhiben microorganismos es-pecialmente en el cuerpo. Los antisépticos poseen poca toxicidad selectiva, porlo que solo pueden ser usados para inactivar microorganismos en el medio inani-mado o hasta cierto grado sobre la superficie cutánea. Antibióticos. Compuestos producidos por bacterias u hongos, capaces deimpedir la presencia de otros microorganismos, ya sea porque inhiben el creci-miento o porque logran eventualmente destruirlos. En la actualidad el hombre halogrado variar la estructura de estos compuestos para mejorar sus característi-cas, creando así antibióticos sintéticos.BIBLIOGRAFÍAHoward, B.J. (1993). Clinical and pathogenic microbiology. 2nd. edition. St Louis. Mosby.Jawetz, J.L.; Melnick, E.; E.A. Adelberg. (1996). Microbiología médica. México, D.F. Ed. El Manual Moderno, S.A. de C.V., 15ta edición.Joklik, W.K.; Willett H.P.; D.B. Amos Zinsser (1983). Microbiología. 17ma edición.Llop; Valdés-Dapena; Zuazo (2001). Microbiología y parasitología médica. La Habana Ed. Cien- cias Médicas.Martínez, J.A.; Sánchez, M.; Quintana, V.; G. Pazos del Barrio (1989). Microbiología general. La Habana, Pueblo y educación.Rojas, N.; Pazos, V.; O. Coto (1988). Microbiología clínica I. La Habana. Ministerio de Educación Superior.Salle. (1976). Bacteriología. Cap. XVII. Desinfección y desinfectantes. 19
  • 28. CAPÍTULO 2 Control microbiológico de los alimentos Virginia Leyva Castillo, Tamara K. Martino Zagovalov y Yamila Puig Peña Los microorganismos se utilizan para obtener gran variedad de alimentos,son causa de su deterioro y pueden provocar enfermedad en el hombre. Produ-cir, distribuir y consumir alimentos con buena calidad sanitaria (crudos o prepara-dos), para el consumo inmediato o procesado, forma parte de los intereses decualquier comunidad. La satisfacción de este objetivo está en relación directacon el desarrollo social, económico y cultural de un país. Diversas circunstancias han hecho necesario el control microbiológico delos alimentos, tales como: el aumento del comercio internacional de estos pro-ductos, el posible riesgo derivado del empleo de nuevas técnicas en su produc-ción en masa, su rápida y amplia distribución y el consumo en algunas áreas opaíses de alimentos procedentes de zonas en las que son prevalentes las enfer-medades entéricas. La presencia de microorganismos en los alimentos no significa necesaria-mente un peligro para el consumidor o una calidad inferior de estos productos. Sise exceptúa el número reducido de productos esterilizados, cada bocado de ali-mentos contiene levaduras inocuas, mohos, bacterias y otros microorganismos.La mayor parte de los alimentos se convierte potencialmente en patógenos parael consumidor, después que han sido violados los principios de higiene, limpieza ydesinfección durante el proceso de elaboración, transporte y conservación. Si losalimentos han estado sometidos a condiciones favorables para la entrada y/omultiplicación de agentes infecciosos o toxigénicos, los mismos pueden constituirun vehículo de trasmisión de enfermedades, como salmonelosis o la intoxicaciónestafilocócica. La deficiente calidad sanitaria de los alimentos se traduce en daños devariada naturaleza para las poblaciones implicadas. Los daños incluyen apariciónde enfermedades, gastos de atención médica, deterioro de la calidad de vida,pérdidas económicas por deterioro de los alimentos, daño al turismo y causa demuerte. Según la Organización Mundial de la Salud, las enfermedades trasmiti-das por alimentos (ETA) constituyen el problema de salud pública más extendidoen el mundo actual.20
  • 29. MICROBIOLOGÍA DE LOS ALIMENTOS Y SU RELACIÓNCON OTRAS RAMAS La microbiología de los alimentos es la rama de la microbiología que seocupa entre otros aspectos del estudio de los microorganismos que pueden afec-tar la calidad sanitaria de los alimentos y el agua. El área de la microbiología delos alimentos es basta y compleja, pues incluye además las características gene-rales de estos microorganismos, su ecología, su resistencia al medioambiente, sucapacidad para sobrevivir y desarrollarse en los alimentos, las consecuencias deeste desarrollo y los factores que influyen en este proceso. La microbiología de los alimentos se relaciona con la microbiología médica,la veterinaria, la virología, la parasitología, la genética, la bioquímica, la tecnologíade los alimentos y la epidemiología. Es importante en el diseño y aplicación delsistema de análisis de peligro y puntos críticos de control, esencial para garanti-zar la inocuidad de los alimentos, en el estudio de brotes de enfermedades aso-ciadas con el consumo de alimentos, en el diseño y evaluación de técnicas modernasde análisis, en el estudio de los procesos que tienen lugar durante el deterioro delos alimentos y en la fabricación de aquellos que hacen uso de microorganismos.CONCEPTOS BÁSICOS PARA LA DISCIPLINA MICROBIOLOGÍADE LOS ALIMENTOS Salud. Es el estado o completo estado de bienestar físico, mental y social,no solo la ausencia de enfermedad. Alimento sano o alimento con buena calidad sanitaria. Implica no soloausencia de microorganismos patógenos y/o sus toxinas, sino el registro de ca-racterísticas organolépticas que proporcionen plena satisfacción al ser consumi-do. Esto significa que en el proceso de control sanitario de los alimentos hay queplantearse acciones que no solo tiendan a lograr productos libres de tales agen-tes, sino también que los alimentos deben cumplir determinados requisitos paraque puedan llegar a la población: frescos, atractivos, sabrosos, digestivos y concapacidad nutricional al máximo nivel. Calidad. Grado de excelencia que posee un producto, es decir, cuan buenoes para cumplir su finalidad. Calidad sanitaria. En este sentido la definición de calidad sanitaria se en-cuentra directamente relacionada con el concepto de salud. Muestra. Porción o artículo que representa la calidad del todo del que hasido tomado. Alimento perecedero. Alimento cuya vida útil es corta y que necesitarefrigeración para su conservación. Alimento semielaborado. Alimento que ha recibido tratamiento térmicoo no en su elaboración y que necesita cocción para su consumo. Conserva. Alimento que se introduce en recipiente herméticamente cerra-do y es sometido a un proceso de esterilización que asegura una vida útil desde 6meses hasta varios años, que depende del tipo de alimento y la intensidad deltratamiento térmico aplicado. 21
  • 30. Semiconservas. Alimentos parcialmente estabilizados por la adición desustancias químicas, envasados en recipientes inalterables, impermeables al agua,gases y microorganismos; estos alimentos casi siempre requieren almacenamientoa bajas temperaturas. Son productos establecidos para un tiempo limitado.INCIDENCIA Y TIPOS DE MICROORGANISMOSEN LOS ALIMENTOS En los alimentos existe gran diversidad de microorganismos. En general, elnúmero y tipo de microorganismos en un producto alimenticio terminado estáninfluenciados por:− El medio ambiente general del cual fue obtenido el alimento.− La calidad microbiológica del alimento en su estado fresco o antes de ser tratado.− Las condiciones higiénicas bajo las cuales el alimento fue manipulado y tratado.− La adecuación de las posteriores condiciones de envasado, manipulación y almacenamiento para mantener la microbiota en un bajo nivel.− A la hora de producir alimentos comerciales de buena calidad es importante mantener los microorganismos en bajo nivel por razones estéticas, de salud pública y de vida útil. Existen 3 grandes grupos de microorganismos que constituyen el campo deacción de la microbiología sanitaria:− Los que afectan las características organolépticas de los alimentos.− Los que se agrupan al margen de las líneas taxonómicas, en función de deter- minadas características morfológicas, fisiológicas y ecológicas.− Los que afectan la salud del consumidor y están en estrecha relación con la microbiología médica. De ahí que el control microbiológico de los alimentos, en relación directacon los grupos antes mencionados, esté dirigido a la investigación de:− Microorganismos alteradores.− Microorganismos indicadores.− Microorganismos patógenos y/o sus toxinas. La actividad microbiana es el principal mecanismo que produce alteraciónen la apariencia de un alimento, en cuanto a frecuencia e intensidad. El deteriorode los alimentos es desde luego, como la presencia de microorganismos patógenos,una condición indeseable, que puede ser detectada por el consumidor frente alalimento, por lo que puede decidir si lo acepta o no. La presencia de los agentes patógenos en contraste, no suele acompañarsede cambios sensoriales objetables; mientras menor sea la incidencia demicroorganismos deterioradores en activo, mayor riesgo de que una colonizaciónconcurrente por patógenos pase inadvertida, situación evidente de riesgo mayor.22
  • 31. La regla general es que la colonización de un alimento por bacterias patógenasno se traduce en cambios sensoriales adversos, lo cual significa que no evolucio-nan con deterioro del alimento. Los principales grupos de microorganismos alteradores están formados por:− Gérmenes psicrófilos. Microorganismos capaces de desarrollarse a bajas tem- peraturas, como las temperaturas de refrigeración de los alimentos.− Gérmenes termófilos. Los que crecen a temperaturas elevadas.− Gérmenes halófilos. Los que afectan alimentos con elevado contenido de sal.− Gérmenes lipolíticos. Capaces de degradar los compuestos de origen lipídico que se encuentran en los alimentos.− Gérmenes acidófilos. Microorganismos que crecen en alimentos con pH bajo.MICROORGANISMOS INDICADORES DE LA CALIDAD SANITARIA Desde que en 1882 Schardinger determinó la calidad sanitaria según lapresencia del que hoy conocemos como Escherichia coli, en lugar de hacerlosegún Salmonella typhi, los microorganismos indicadores han sido de gran utilidad. Se hace una amplia utilización de grupos o especies de microorganismoscuya enumeración o recuento se realiza con mayor facilidad y su presencia enlos alimentos en determinado número indica que estos productos estuvieron ex-puestos a condiciones que pudieran haber introducido organismos peligrosos y/opermitido la multiplicación de especies infecciosas y/o toxigénicas. Los grupos o especies utilizados con estos fines se denominanmicroorganismos indicadores, y sirven para evaluar tanto la seguridad que ofre-cen los alimentos en cuanto a microorganismos y sus toxinas, como su calidadmicrobiológica. Los microorganismos indicadores habitualmente no responden acriterios de agrupación taxonómica, se definen más bien en función de determi-nadas características ecológicas y fisiológicas que apoyan o justifican el valoraplicativo que se les intenta conferir. El principal objetivo de la utilización de microorganismos como indicadoresde prácticas no sanitarias es revelar defecto de tratamiento que llevan consigoun peligro potencial, que no está necesariamente presente en la muestra particu-lar examinada, pero es probable que pueda encontrarse en muestras paralelas. La metodología del examen de los alimentos para detectar microorganismosindicadores y bacterias enteropatógenas ha sido revisada por varios investigado-res, con la finalidad de ayudar a las diferentes organizaciones que se dedican aelaborar los procedimientos para el estudio microbiológico de los alimentos. Los indicadores de calidad sanitaria más utilizados son las determinaciones de:− Microorganismos a 30 ºC.− Coliformes− Coliformes fecales (termotolerantes).− Escherichia coli.− Hongos filamentosos.− Levaduras viables. 23
  • 32. − Enterobacterias totales.− Determinación de enterococos o estreptococos fecales.M ICROORGANISMOS INDICADORES Microorganismos a 30 ºC. Comúnmente este indicador es conocido comomicroorganismos aerobios mesófilos, término aún empleado por algunos autores,pero tomando en cuenta los criterios de las Normas ISO (Internacional Stan-dard Operation), por las cuales se rigen los microbiólogos de alimentos de nues-tro país, esta nueva denominación de microorganismos a 30 ºC es la que seemplea en el texto. Los microorganismos que forman parte de este grupo son muy heterogéneos,cualidad derivada de la propia definición del grupo. Se incluyen en él todas lasbacterias, mohos y levaduras que en aerobiosis muestran capacidad para formarcolonias visibles, bajo las condiciones en las cuales se ejecuta el ensayo concrecimiento a temperatura óptima para los mesófilos. Es evidente que en unasituación particular podrían quedar incluidos microorganismos patógenos. La mayoría de los alimentos industrializados y/o listos para el consumo (ex-cepto, por ejemplo, los productos fermentados) deben ser considerados comoindeseables para el consumo, cuando tienen gran número de microorganismos,aun cuando estos microorganismos no sean conocidos como patógenos y nohayan alterado de forma apreciable los caracteres organolépticos del alimento.Pueden darse varias razones que justifiquen esta conducta. La interpretación de los recuentos elevados según el tipo de alimento es lasiguiente:− En productos estables: indica materia prima contaminada. Tratamientos no satisfactorios desde el punto de vista sanitario.− En productos perecederos: indica además condiciones inadecuadas de tiempo y temperatura durante el almacenamiento.− Significa que pueden haberse dado condiciones favorables para la multiplica- ción de microorganismos patógenos de origen humano o animal.− Algunas cepas de bacterias mesófilas comunes, no generalmente considera- das como agentes de enfermedades trasmitidas por los alimentos (Proteus, Enterococos y Pseudomonas mesófilas) han sido señaladas como causa de enfermedad cuando existan en número elevado de células viables.− Todas las bacterias patógenas conocidas en los alimentos son mesófilas y en algunos casos contribuyen con su presencia a los recuentos en placas encon- trados.− El método de detección comúnmente empleado para la determinación de este indicador es el de recuento estándar en placa vertida. En general se utiliza un medio de cultivo rico en nutrientes sin sustancias inhibidoras ni indicadores; el medio más utilizado en todo el mundo es el agar para recuento en placa o agar triptona-glucosa-extracto de levadura. Las colonias obtenidas en el medio sólido se cuentan después de la incubación en aerobiosis a 30 °C durante 72 h.24
  • 33. Organismos coliformes. Por razones prácticas se mantienen agrupadasbajo la denominación de grupo coliforme, principalmente, las especies de losgéneros Escherichia, Klebsiella, Enterobacter y Citrobacter, y otras especies deenterobacterias que sean capaces de fermentar la lactosa con producción degas. Se definen como bacilos gramnegativos no formadores de esporas, aerobioso facultativamente anaerobios, que fermentan la lactosa con formación de gasdentro de las 48 h a 35 °C, algunas fermentan la lactosa lentamente. Los organismos coliformes son el grupo indicador con mayor tradición enmicrobiología sanitaria. Se trata de una definición totalmente convencional sinvalidez taxonómica, que pretende involucrar bacterias de hábitat típicamente in-testinal, si bien existen microorganismos que satisfacen la definición y que confrecuencia se localizan en ambientes extraintestinales. Su hábitat natural es el contenido intestinal del hombre y animales superio-res. En la materia fecal alcanzan cifras de 106 a 109 ufc/g. Debido a su capacidadde sobrevivencia y a su potencial para desarrollarse en la materia orgánica, pue-den recuperarse de una diversidad de sustratos extraintestinales. Los alimentosno son la excepción y el hallazgo de coliformes puede estar determinado porcontaminación seguida o no de activo desarrollo. Con excepción de E. coli ninguno de ellos indican contaminación fecal, yaque pueden encontrarse en el suelo, los vegetales y tener acceso a los alimentos.Los coliformes se encuentran en todas partes de las plantas (hojas, raíces yflores). El género Klebsiella predomina en muestras obtenidas de medios fores-tales y de productos frescos de granja. La mayoría de las hortalizas frescasexaminadas presentan niveles de coliformes de 106 a 107/g; también se puedenencontrar en las cáscaras de huevos recién puestos y pueden penetrar a travésde los poros si la superficie de ella está dañada. Estos microorganismos suelen encontrarse en la leche fresca por contami-nación de los conductos lactóforos, debido al pienso o estiércol; pueden estarpresentes en las plumas de las aves de corral y en la piel, pezuñas y pelos deotros animales. Los mariscos que crecen en zonas contaminadas concentran losmicroorganismos de tal modo, que se contaminan con niveles más elevados quelos que están presentes en el agua. Pueden indicar en productos procesados falta de higiene en la fabricación,procesamiento inadecuado, contaminación posproceso, etc. Además un númeroelevado puede indicar posible presencia de algunos patógenos. Los coliformes son bastante resistentes en condiciones naturales y sopor-tan la desecación, aunque no resisten bien los rigores del frigorífico o de lacrioconservación, son inactivados por tratamientos térmicos relativamente mo-derados, como la pasteurización. La luz ultravioleta, en las condiciones emplea-das en la desinfección del agua, inactiva a los coliformes. Los germicidas comolos yodóforos y los compuestos clorados también son letales a las concentracio-nes usuales en las plantas procesadoras de alimentos. Se han utilizado muchos métodos para detectar coliformes, la fermentaciónde la lactosa es el primer paso en su identificación. Hay un método que consiste 25
  • 34. en el uso del número más probable (NMP), esta es una técnica laboriosa, lenta yrequiere mayor volumen de material de laboratorio, pero es mucho más sensible,muy utilizada en el estudio de agua potable y de alimentos, tales como mariscosy pescados. Además, es muy apropiada para detectar células fisiológicamentedañadas que con frecuencia están en los alimentos procesados. La mayoría de las investigaciones realizadas en alimentos sobre coliformesse practican mediante el método de placa vertida en agar bilis rojo-violeta, el cuales más rápido, económico y reproducible que el NMP, aunque no permite larecuperación directa de bacterias dañadas fisiológicamente, ni la detección deconcentraciones bajas del producto. Otro método empleado para la determina-ción de coliformes es el de filtración por membrana, fundamentalmente emplea-do en análisis de aguas. Coliformes fecales (termotolerantes). En 1904 Ejikman descubrió quelos coliformes presuntivos de contaminación fecal producen gas en un medio deglucosa incubado a 46 °C, mientras que los no fecales no lo hacen. El términosurgió como un intento de encontrar métodos rápidos y confiables, para demos-trar la presencia de E. coli y variantes muy relacionadas, sin necesidad de puri-ficar los cultivos obtenidos en las pruebas para coniformes, o de aplicar lasrelativamente costosas pruebas confirmatorias. Este grupo se refiere a aquelloscoliformes que tienen capacidad para fermentar la lactosa con producción degas a temperaturas de 44 a 45 ºC; excepto este señalamiento, los coliformesfecales se identifican con el resto de los coliformes en relación con su resistenciaal medio ambiente, agentes químicos y factores que favorecen o impiden sudesarrollo. En los últimos años se considera que el término coliformes fecales debesustituirse por coliformes termotolerantes, ya que el calificativo fecal subraya unorigen y por tanto implicaciones que están lejos de sustentarse en la realidad. Para el recuento de este grupo se requiere un control muy riguroso de latemperatura de incubación, generalmente baño María de precisión con límites devariación no mayores de 0,2 ºC. La técnica para su recuento casi siempre es elNMP a una temperatura de incubación de 44,5 ± 0,2 ºC. El NMP se computarizaen tablas correspondientes de la forma indicada para los coliformes totales. Losmétodos de filtración por membrana también pueden emplearse en este caso. Escherichia coli. Es el representante genuino de origen fecal, ya que es elindicador más confiable de contaminación fecal en alimentos. E. coli es un germen cuyo hábitat natural es al tracto entérico del hombre yde los animales de sangre caliente, por ello la presencia de este microorganismoen un alimento indica, casi siempre, contaminación directa o indirecta de origenfecal. Es el indicador clásico de posible presencia de patógenos entéricos en elagua, en los moluscos, en los productos lácteos y en otros alimentos. Cifraselevadas de E. coli en un alimento sugieren falta de limpieza en su manipulacióny almacenamiento inadecuado. Los métodos de detección son muy parecidos a los que se utilizan en ladeterminación de coliformes fecales y en ocasiones los mismos (NMP, placa26
  • 35. vertida, filtración por membrana), en la actualidad se están utilizando mucho enpaíses desarrollados los métodos cromogénicos y fluorogénicos. Los recobradosde E. coli de los métodos convencionales requieren confirmación bioquímica delas cepas aisladas. Enterobacterias totales. Muchos países han introducido el análisis de losalimentos que han recibido un tratamiento para asegurar su inocuidad, medianteuna prueba que determina la familia de las Enterobacteriaceae (o sea, los tiposlactosa positivas y lactosa negativas). Es capaz de identificar microorganismosque no están incluidos dentro del grupo de coliformes. Este se utiliza principal-mente en Europa, no es muy usado en América Latina y el Caribe; las razonespor las cuales algunos laboratorios prefieren este indicador son las siguientes:− Las bacterias "coliformes" o del grupo coliaerógenes constituyen un grupo mal definido desde el punto de vista taxonómico.− Una prueba solo para las bacterias lactosa positivas puede implicar resultados falsamente seguros, en el caso en los que predominan las lactosa negativas (Salmonella, Shigella, E. coli, etc.).− Para su detección se utiliza casi siempre el método de placa vertida con medio de agar rojo violeta bilis más glucosa, ya que el fundamento de aislamiento de las Enterobacterias está dado por la fermentación de la glucosa en el medio de cultivo a 37 °C durante 24 h; las colonias presuntivas se confirmarán mediante la prueba de la oxidasa y la oxifermentación de la glucosa (utilización de la glucosa en condiciones de aerobiosis y anaerobiosis).− En nuestro país está probado por investigaciones realizadas que el indicador coliformes totales cumple con las expectativas para evaluar la calidad sanita- ria de los alimentos de mayor consumo, por lo que es el indicador utilizado en la actualidad en los programas de vigilancia nacionales en lugar del indicador Enterobacterias. Enterococos. Designaciones como estreptococos fecales y estreptococosdel grupo D de Lancenfield se emplearon como sinónimos de Enterococos. Lasbacterias de este grupo consisten en células esféricas u ovoides, dispuestas enpares o cadenas cortas. La determinación cuantitativa de Enterococos es bastante discutida, puesactualmente ha perdido vigencia como indicador de contaminación fecal, ya queademás de encontrarse en las heces de mamíferos, también se encuentran am-pliamente distribuidos en la naturaleza; son muy resistentes al calor, a la deseca-ción, a las bajas temperaturas, así como a los detergentes y desinfectantes. Suuso como indicador deberá limitarse a situaciones en las que se sepa que sonmanifestaciones de polución fecal, por ejemplo en las aguas de piscinas. A pesar de las limitaciones y las incertidumbres apuntadas, la presencia degran número de enterococos en los alimentos, excepto en los fermentados porcepas específicas de estos microorganismos, implica prácticas inadecuadas dehigiene o exposición del alimento a condiciones que pudieran haber permitido lamultiplicación de estas bacterias. 27
  • 36. Los medios de cultivo para la detección de los Enterococos se basan en latolerancia relativa a condiciones adversas utilizando compuestos químicos comola azida de sodio para inhibir otros géneros de bacterias, casi siempre se utilizanmétodos de recuentos probables o NMP; también se puede aplicar el método deplaca vertida con el uso de medios diseñados específicamente para este grupo. Hongos filamentosos y levaduras. Las levaduras y los hongos filamentososcrecen con más lentitud que las bacterias en los alimentos no ácidos que conser-van humedad, y por ello pocas veces determinan problemas en tales alimentos.Sin embargo, en los alimentos ácidos y en los de baja actividad acuosa, crecencon mayor rapidez que las bacterias. En general este indicador se usa en productos no perecederos que se some-ten a almacenamiento largo, como en productos deshidratados cuando el alma-cenamiento se realiza en condiciones inadecuadas. La presencia de hongosfilamentosos, además, representa un peligro potencial dada la capacidad de pro-ducción de micotoxina por algunas especies. Algunos hongos filamentosos muestran especial resistencia al calor debidoa las esporas que producen. La expresión de desarrollo de las levaduras en losalimentos se distingue del observado por los hongos filamentosos, mientras lasprimeras pueden proliferar en la masa interna del alimento (sólido como los que-sos, o líquidos como los jugos de frutas), los hongos filamentosos se limitan deordinario a las superficies, visiblemente distintivos sin necesidad de aumento alguno. Para su determinación casi siempre se utiliza el método de placa vertida, sepueden emplear medios acidificados para inhibir el crecimiento microbiano o laadición de un antibiótico al medio de cultivo, la temperatura de incubación es25 °C durante 5 días.BIBLIOGRAFÍA Ali, F.S.; F.O. Van Duyne (1981). Microbial quality oh ground beef alter simulated freezer failure. J Food Prot 44: 62-65. Fernández Escardín, E. (2000). Microbiología e inocuidad de los alimentos. Universidad Autóno- ma de Querétaro. México. Frazier, W.C.; D.C. Westhoff (1993). Microbiología de los alimentos. 4ta ed. S.A. Zaragoza, España. Ed. Acribia. International Commission on Microbiological Specifications for Foods (2000). Microorganismos de los alimentos. Técnicas de análisis microbiológico. Zaragoza, España. Vol. 1. Edit. Acribia, S.A. XIII, 3-14. Ministerio de Salud. Instituto de Salud Pública de Chile (1998). Subdepartamento Laboratorios del Ambiente. Manual de técnicas microbiológicas para alimentos y aguas. NC ISO 4831 (2002). Microbiología de alimentos de consumo humano y animal. Guía general para la enumeración de coniformes. Técnica del número más probable. NC ISO 4832 (2002). Microbiología de alimentos de consumo humano y animal. Guía general para la enumeración de coniformes. Técnica de placa vertida. NC ISO 4833 (2002). Microbiología para alimentos de consumo humano y animal. Guía general para el conteo de microorganismos Método para la enumeración de colonias obtenidas a 30 °C. Técnica de placa vertida. NC ISO 7954 (2002). Microbiología de alimentos de consumo humano y animal. Guía general para la enumeración de levaduras y mohos. Técnica de placa vertida a 25°C. Roberts, D.; Hooper, W.; M. Greenwood (2000). Microbiología de los alimentos. Zaragoza, España. Ed. Acribia, S.A.28
  • 37. CAPÍTULO 3 Principales bacterias patógenas en alimentos Tamara K. Martino Zagovalov, Virginia Leyva Castillo y Yamila Puig Peña Los trastornos gastrointestinales debido a la ingestión de alimentos puedenobedecer a diversas causas, por ejemplo: la ingestión de excesiva cantidad dealimentos, alergias, carencias nutritivas, verdaderos envenenamientos químicos,por plantas o animales tóxicos, toxinas bacterianas e infecciones pormicroorganismos. Las enfermedades trasmitidas por los alimentos (ETA) de ori-gen bacteriano son las que con mayor frecuencia se reportan a nivel mundial. El perfil de las causas microbianas de las ETA muestra en la actualidadmatices muy singulares. La lista de patógenos se ha incrementado notablemente.En algunos casos se trata de microorganismos recientemente descubiertos, enotros, son microorganismos que perdieron vigencia de acuerdo con los reportesepidemiológicos, pero han resurgido y se informan cada vez con mayor frecuen-cia, denominados microorganismos emergentes y reemergentes. Estos patógenosincluyen los virus tipo Norwalk, Campylobacter jejuni, E. coli O157:H7,Listeria monocytogenes, Vibrio vulnificus, Vibrio cholera y Yersiniaenterocolitica, Vibrio parahemolyticus, Cryptosporidium parvum, Cyclosporacayetanensis e Isospora belli. Algunos factores tienen una participación muy evidente en ese incremento,por ejemplo, cambios genéticos que se traducen en el incremento de la virulen-cia, nuevos patrones en los hábitos y costumbres alimentarias de la población,cambios en los sistemas y las tecnologías aplicadas en la producción y distribu-ción de los alimentos, entre otras.CLASIFICACIÓN DE LAS ENFERMEDADES ALIMENTARIAS Normalmente, el término intoxicación alimentaria, aplicado a enfermedadesproducidas por el consumo de alimentos contaminados por microorganismos, esutilizado en un sentido muy amplio, sin tener en cuenta que ese término solo debeser empleado para referirse a las enfermedades producidas por la ingestión detoxinas elaboradas por los microorganismos, y no para referirse a aquellas otrasdebido a la infección del hospedero a través del tracto intestinal. Las enfermedades alimentarias se subdividen en intoxicaciones alimentariascomo consecuencia de envenenamiento químico o por la ingestión de toxina, lacual se puede encontrar de forma natural en determinadas plantas o animales; 29
  • 38. también pueden ser un producto de naturaleza tóxica que ha sido excretada opreformada por el microorganismo en el alimento. Según esta clasificación exis-ten 2 tipos principales de intoxicaciones alimentarias producidas por bacterias: elbotulismo, originado por la presencia en los alimentos de la toxina producida porClostridium botulinum, y la intoxicación estafilocócica, originada por una toxinaproducida en los alimentos debida al Staphylococcus aureus. Las bacterias que causan enfermedades gastroentéricas, diferentes a laintoxicación alimentaria, la producen por 2 mecanismos patogénicos distintos:− Elaboración de enterotoxinas en la luz intestinal (mecanismo enterotoxigénico).− Penetración a través de la capa epitelial de la pared intestinal (mecanismo invasivo). En algunas infecciones, las bacterias actúan por ambos mecanismos y enotras solo por uno de ellos. Los síntomas clínicos del cólera son debidos exclusi-vamente a una enterotoxina, mientras que los efectos patógenos de la mayoríade las Salmonellas se producen por penetración e invasión de la mucosa intestinal.CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LAS BACTERIASPATÓGENAS QUE CON MAYOR FRECUENCIA SE AISLANDE LOS ALIMENTOS Salmonella. Es una bacteria patógena para el hombre y muchos animales,produce una enfermedad de origen alimentario conocida como salmonelosis, quese presenta en formas esporádica y de brotes. Es la causa más común de ETAen diversos países, en Cuba es el primer agente causal de brotes de origenalimentario. Salmonella es uno de los géneros más estudiados entre los patógenos quepueden ser aislados de los alimentos. El primer brote de salmonelosis se descri-bió en Alemania en 1888, entre 50 personas que habían ingerido carne crudamolida proveniente de una vaca moribunda. Los integrantes de este género sonbacilos gramnegativos no esporulados oxidasa negativa, pertenecientes a la fa-milia Enterobacteriaceae. La mayoría no fermentan la lactosa y son móviles, sonaerobios o anaerobios facultativos, contienen endotoxinas, generalmente sontermolábiles, resisten la congelación y algunos agentes químicos, poseen una ricacomposición antigénica que se emplea como base para la identificación de susmiembros en serotipos, recientemente designados como serovares. En la actualidad existen más de 2 500 serovares de Salmonella, todos con-siderados potencialmente patógenos al hombre. En los últimos años la aplicaciónde técnicas moleculares, basadas en análisis y reacciones de material genético,ha dado lugar a una reclasificación de los serovares en un nuevo esquema desubespecies. Se reconocen 2 líneas primarias en la evolución con las especies S. entericay S. bongori, los miembros de la primera se dividen en 7 subespecies (I, II, IIIa,IIIb, IV, VI y VII). En el I se encuentran los serovares que causan enfermedad30
  • 39. en humanos y animales de sangre caliente. En los grupos II al VII están losserovares aislados de vertebrados de sangre fría. S. bongori se sitúa en el grupo V. Los factores de virulencia o atributos de patogenicidad de Salmonella inclu-yen: la habilidad para invadir células, poseer una cubierta completa de lipolisacárido(LPS), capacidad para replicarse intracelularmente y posibilidad de producciónde toxinas. En el mecanismo de patogenicidad se conoce que son necesariosplásmidos de elevado peso molecular que se asocian con la virulencia. Se conocen 3 formas clínicas de salmonelosis en el humano: gastroenteritis(causada por S. Typhimuriun, S. Enteritidis, etc.), fiebre entérica (causada por S.Typhi y S. Paratyphi) y una enfermedad invasiva sistémica (ocasionada por S.Cholerasuis). Las complicaciones menos comunes pero más graves pueden ser:artritis y pericarditis; puede producir también un cuadro grave, con meningitis(infección de las membranas que cubren el cerebro), aborto y hasta la muerte. El período de incubación es de 6 a 72 h, por lo regular de 12 a 36 h. Sedistribuye mundialmente, se notifica con mayor frecuencia en los países de Amé-rica del Norte y de Europa. Se clasifica como enfermedad de origen alimentario,pues los alimentos contaminados constituyen el modo predominante de trasmi-sión. Se puede trasmitir durante toda la evolución de la infección, usualmente deunos días a varias semanas. A veces el estado de portador temporal continúadurante meses, especialmente en los lactantes. Cerca del 1 % de los adultosinfectados y del 5 % de los niños menores de 5 años excretan el microorganismopor más de un año. Se considera que el reservorio de Salmonella es el tracto intestinal de ani-males y hombres. Estudios epidemiológicos indican que las aves constituyen unimportante reservorio. Algunos serotipos tienen poca especificidad de huésped ypueden aislarse del tracto intestinal de animales de sangre fría. Otros serotiposmuestran elevada especificidad de huésped como: S. Typhi en humanos, S.Typhimuriun en ratones, S. Gallinarum en aves de corral, S. Dublin en bovinos,S. Anatum en patos, S. Cholerasuis en porcinos y S. Abortusovis en ovinos. Salmonella es una bacteria primariamente parásita intestinal de los anima-les incluido el hombre, se libera al medio ambiente por las heces, donde muestradeterminada capacidad de supervivencia en los materiales que contacta; en con-diciones favorables se multiplica, y los alimentos no son una excepción. Se puedeaislar del medio ambiente en general, lo que incluye agua, tierra, etc.; vegetales,animales salvajes, de explotación, acuáticos, domésticos y el hombre. La princi-pal forma de contagio es la vía oral, se puede trasmitir de manera directa a travésdel contacto con las heces fecales de personas enfermas o por medio de alimen-tos (leche y sus derivados, verduras, frutas, carne, huevos, etc.) o agua contami-nada y hasta por objetos infectados por moscas o ratas. Shigella. Es una de las bacterias patógenas que con mayor frecuenciacausa infecciones intestinales en los niños, son comunes los brotes en condi-ciones de hacinamiento y en caso de deficiencia de la higiene personal, se distin-gue por poseer una dosis infectiva baja con respecto a otros patógenos. 31
  • 40. La especie Shigella dysenteriae produce casi siempre la enfermedad másgrave, que es la típica disentería bacilar. Estas bacterias pertenecen a la familiade las Enterobacteriaceae, el género comprende 4 especies patógenas al hombre:− Grupo A. Shigella dysenteriae.− Grupo B. Shigella flexneri.− Grupo C. Shigella boydii.− Grupo D. Shigella sonnei. Shigellas es invasivas y penetran a través de la mucosa intestinal, algunascepas producen toxinas poderosas; sin embargo, incluso estas cepas precisaninvadir la mucosa para determinar la enfermedad. La shigelosis es una disentería bacilar, la mayoría de las personas infecta-das con Shigella presentan diarrea, fiebre y calambres estomacales, toma delestado general, cefalea intensa y en ocasiones síntomas neurológicos a partir de24 a 48 h después de su exposición a la bacteria; la diarrea es a menudosanguinolenta. Es común que la shigelosis desaparezca en 5 a 7 días. En algunaspersonas, especialmente en los niños de corta edad y los ancianos, la diarreapuede ser tan grave que el paciente requiere ser hospitalizado. Una infecciónaguda con fiebre elevada también puede ir acompañada de ataques o convulsio-nes en niños menores de 2 años de edad. Algunas personas infectadas pueden notener ningún síntoma. El único reservorio importante es el hombre; sin embargo,se han reportado brotes en colonias de primates. Shigella es un microorganismo de distribución mundial, sus especies varíande una región a otra, las más frecuentes en países subdesarrollados son S.dysenteriae y S. flexneri, y en países desarrollados es S. sonnei. La trasmisión es fecal-oral directa o indirecta de un paciente o de un porta-dor. La infección puede surgir después de ingerir 10 a 100 células. Los principa-les causantes de la trasmisión son las personas que no se lavan las manos ni selimpian las uñas minuciosamente después de la defecación, de esta manera dise-minan la infección por contacto físico directo o indirecto al contaminar los ali-mentos. También las moscas pueden transportar microorganismos a un alimentono refrigerado en el cual se multiplican hasta constituir un inóculo infectante.Una persona infectada puede contaminar el alimento o el agua. Escherichia coli Patógenas. Forma parte importante de la microbiota in-testinal del hombre y de los animales de sangre caliente, sin embargo, algunascepas han desarrollado capacidad para provocar enfermedad en el hombre, comoson las infecciones gastrointestinales. Estas cepas patógenas representan la prin-cipal causa de diarrea infantil en el mundo. La capacidad de E. coli patógena para producir enfermedad está determi-nada por factores de virulencia que le permiten infectar a sus huéspedes y sobre-ponerse a los mecanismos de defensa, como la producción de adhesinas,enterotoxinas, citotoxinas y otras proteínas que le permiten sobrevivir en condi-ciones ambientales adversas. Actualmente se reconocen 6 grupos de E. coli patógenas que dan lugar adiversos padecimientos, entre estos existen diferencias clínicas y epidemiológicas,32
  • 41. así como en la estructura antigénica y mecanismos de patogenicidad de los dife-rentes grupos. Cepas patógenas de E. coli:− Enteropatógena (ECEP).− Enterotoxigénica (ECET).− Enteroinvasiva (ECEI).− Enterohemorrágica (ECEH).− Enteroadherente (ECEA).− Enteroagregativa (ECEG). E. coli Enteropatógena. Constituye la especie más vieja identificada de E.coli que causa diarrea, se conoce desde los años 1940 y prácticamente afectasolo a los lactantes menores de 1 año de edad. El hombre es un reservorio impor-tante de este grupo. Los principales serogrupos incluidos entre estas cepaspatógenas son: O55, O86, O111, O119, O125, O127, O128ab y O142. Las cepasde ECEP causan lesiones histológicas de adherencia y esfacelamiento (A/E) enel epitelio intestinal sin posterior evidencia de invasión, seguidas por la destruc-ción de las microvellosidades. E. coli Enterotoxigénica. Fue reconocida como causa importante de dia-rrea en Bangladesh e India en 1968. Constituye una causa importante de diarreade los viajeros de países industrializados a otros menos desarrollados, y producenun cuadro clínico similar al del cólera; el período de incubación oscila entre 8 y44 h con una media de 26 h. Los síntomas clínicos son náusea con moderadodolor abdominal y diarrea. ECET después de ser ingerida a través del agua o alimentos contaminadosdebe sobrevivir al ambiente hostil del estómago y adherirse a las células epitelialesdel intestino delgado, donde la cepa infectante elabora una enterotoxina termolábil,que se inactiva a 60 ºC en 30 min, otra termoestable, que resiste la ebullicióndurante 30 min, o ambas. Los serogrupos más comunes incluyen O6, O8, O15,O20, O25, O27, O63, O78, O80, O114, O115, O128AC, O148, O153, O159 y O167. E. coli Enteroinvasiva. Este grupo muestra semejanzas bioquímicas y po-see antígenos que comparte con el género Shigella; ambas son inmóviles, unaporción elevada de cepas de ECEI son anerogénicas, así como fermentadorestardíos de la lactosa y poseen la misma capacidad para depender de plásmidocon el fin de invadir y multiplicarse dentro de las células epiteliales; desde elpunto de vista clínico causa disentería. La diferencia en la virulencia entre estasbacterias patógenas radica en que en el caso de ECEI la dosis infectante querequiere es muy superior a la de Shigella. Se ha demostrado que estas cepas deE. coli poseen la capacidad de invasión del intestino. Los serogrupos principalesincluyen O28ac, O29, O112, O124, O136, O143, O144, O152, O164 y O167. E. coli Enterohemorrágica. Fue identificada en 1982 en los Estados Unidosdurante un brote epidémico de colitis hemorrágica en varios estados, y se de-mostró que era debido a un serotipo específico. Este grupo incluye cepas deE. coli que causan procesos infecciosos, entre lo que destaca como complica-ción la colitis hemorrágica (diarrea sanguinolenta severa) y el síndrome urémico 33
  • 42. hemolítico. La cepa mencionada elabora citotoxinas potentes, llamadas toxinassimilares a shiga 1 y 2 (por su gran semejanza con las toxinas shiga de S.dysenteriae 1), también fueron llamadas toxinas vero I y II. La producción deestas toxinas depende de la presencia de algunos fagos que transporta la bacte-ria. Además, las cepas tienen un plásmido que codifica un nuevo tipo de fimbriasque intervienen en la adherencia de la bacteria a la mucosa intestinal. El serotipo O157:H7 es el prototipo del grupo y se considera una de lasbacterias patógenas emergentes trasmitidas por alimentos más importantes enlos últimos años, también se ha dicho que intervienen como agentes patógenosserotipos como O26:H11 y O11:H8. E. coli O157:H7 fermenta la lactosa pero no el sorbitol dentro de 48 horas,no produce glucuronidasa -base de la reacción de MUG- ampliamente utilizadapara identificar E. coli y tiene además como cualidad muy distintiva el hecho deque no se desarrolla a temperaturas superiores a 42 ºC. ECEH posee factores de virulencia como la producción de factores deadherencia, de citotoxinas y enterohemolisinas, capacidad para transportar hie-rro y desarrollo de lesiones de adherencia y esfacelamiento (A/E) con destruc-ción de las microvellosidades del epitelio intestinal. Se ha aislado de carne de ganado vacuno, y hay una relación muy grandede la enfermedad con el consumo de hamburguesa elaboradas con carne deganado vacuno, también se ha aislado de carne de cerdo, de pollos y de carneros. E. coli Enteroadherente. Es el grupo de E. coli diarreogénica más recien-temente conocido. Las cepas de este grupo no forman toxinas termolábiles nitermoestables, tampoco son invasivas. Se desconoce si todas las cepas adherentesprovocan cuadros diarreicos. Aunque no hay penetración, en las células infecta-das se forman unas proyecciones dactiliformes que envuelven a las bacterias.La adhesión está determinada por unas fimbrias cuyos codificadores puedenexistir en los cromosomas o en un plásmido. E. coli Enteroagregativa. Esta categoría de E. coli que produce diarrea nose ha definido con exactitud. Ocasiona diarrea infantil en los países menos desa-rrollados, y los datos preliminares sugieren que por lo menos en algunas zonas,determinadas cepas pueden causar diarrea persistente en lactantes. La bacteriano forma enterotoxinas, pero muestra la característica de adherirse mediantefimbrias en agregados celulares a las células Hep-2 (empleadas para cultivo devirus). Yersinia enterocolitica. Es una bacteria invasiva, agente causal de unaenfermedad trasmitida por alimentos conocida como yersiniosis. Presenta ca-racterísticas que son comunes a los miembros de la familia Enterobacteriaceae;es un microorganismo con forma de bastón que presenta pleomorfismo significa-tivo, gramnegativo, no esporulado, móvil a 25 °C y las temperaturas inferiores a29 °C favorecen su crecimiento. La expresión de algunas características de estaespecie depende de la temperatura a la cual se desarrolla; como crece a tem-peraturas de refrigeración este procedimiento no es eficaz para frenar su cre-cimiento. Es destruida por el proceso de pasteurización. Comprende más34
  • 43. de 50 serotipos y 5 biotipos, muchos de los cuales no son patógenos. Las cepaspatógenas por lo general incluyen serotipos O3, O8, O9 y O5,27 y biotipos 1, 2, 3y 4; los serotipos patógenos O3, O9 y O5,27 explican gran parte de los casos enEuropa. Aparte de esta especie, Y. pseudotuberculosis se reconoce como otraespecie patógena del género que también produce gastroenteritis. Los factores de virulencia de Y. enterocolitica se encuentran en elcromosoma y en un plásmido, entre los que se hallan: la invasividad, la produc-ción de enterotoxina, la producción de proteínas que se relacionan con la capturadel hierro, la adherencia, la resistencia al factor germicida del suero, la produc-ción de antígenos, etc. La infección debida a esta bacteria puede manifestarse por una diversidadde cuadros clínicos, el más común es la gastroenteritis con síndrome diarreico. Y. enterocolitica posee una distribución cosmopolita, aunque tiene predi-lección por las bajas temperaturas, esta característica hace que la práctica deconservación de los alimentos en frío para Y. enterocolitica no resulta efectiva,ya que posee la capacidad de multiplicarse a bajas temperaturas, por ejemplo, enleches conservadas en refrigeración. Muchos animales son reservorios del mi-croorganismo (gato, perros, monos y cerdos), por lo que la fuente de contamina-ción más importante son los animales domésticos y la fauna nociva, así como losutilizados en la alimentación humana como es el caso del cerdo. Vibrio cholerae. Esta bacteria es un patógeno exclusivamente del hombrey ocupa un lugar destacado en la microbiología médica y sanitaria, por ladevastadora forma en que muchos países fueron afectados en los siglos XIX y XX,y el excepcional potencial para provocar pandemias de gran magnitud. La pala-bra cólera, enfermedad que ocasiona este patógeno, trae a la mente la idea decatástrofe y muerte. A partir de 1800 se han presentado 7 pandemias. El género Vibrio consta al menos de 12 especies patógenas al hombre, deestas V. cholerae, V. parahaemolyticus, V. vulnificus, V. alginolyticus, V.mimicus, V. hollisae y probablemente V. furnissii se distinguen como agentescausales de ETA. Pertenece a la familia Vibrionaceae y consisten en bacilosgramnegativos, rectos y curvos, móviles, no esporulados, termolábiles, aerobios yanaerobios facultativos, con un metabolismo oxidativo y fermentativo. V. cholerae licúa la gelatina, descarboxila la ornitina, aunque no hidroliza laarginina, no utiliza citrato, no fermenta la lactosa o lo hace con retardo de 2 a 8 días,es ureasa y sulfídrico negativo, su crecimiento se favorece por reaccionesalcalinas y es halotolerante. El cólera es una enfermedad bacteriana aguda que se caracteriza por co-mienzo repentino de diarrea acuosa profusa sin dolor, vómitos ocasionales, deshi-dratación rápida, acidosis y colapso circulatorio. El período de incubación es dehoras a 5 días, por lo regular de 2 a 3 días. La infección asintomática es muchomás frecuente que la aparición del cuadro clínico, especialmente en el caso delbiotipo Eltor; son comunes los casos leves en que solo hay diarrea, particularmen-te en los niños. En los casos graves no tratados la persona puede morir en el 35
  • 44. término de horas y la tasa de letalidad excede el 50 %, en casos tratados la tasaes menor que 1 %. Antiguamente se pensaba que el único reservorio era el hombre, observa-ciones recientes en los Estados Unidos y Australia sugieren la presencia dereservorios en el ambiente, al parecer en copépodos u otro zooplancton. La trasmisión se realiza fundamentalmente por la ingestión de agua conta-minada con heces de portadores, ingestión de alimentos no refrigerados contami-nados por agua sucia, heces, manos sucias o posiblemente moscas. La ingestiónde mariscos crudos o mal cocinados provenientes de aguas contaminadas haocasionado brotes y epidemias en diversos lugares. Vibrio parahaemolyticus. Es una bacteria patógena miembro de la familiaVibrionaceae, se considera la principal causante de enfermedad asociada con elconsumo de alimentos en Japón. Tiene como característica que es halofílica,pues requiere de cloruro de sodio para su crecimiento, esta cualidad guarda con-gruencia con su hábitat marino. Los alimentos marinos son los vehículos máscomunes para producir la enfermedad que consiste en una gastroenteritis mo-derada a severa. Su patogenicidad está asociada con la producción de una hemolisina que estermoestable, es letal, citotóxica y cardiopática. La termoestabilidad de la toxinaes tal que su actividad biológica puede mantenerse a niveles de riesgo de la saludhumana, bajo las condiciones de cocción de alimentos marinos como el camarón. Aeromonas hydrophila. Se considera una bacteria patógena participanteen las ETA, debido a las infecciones que provoca en individuos inmunodeficientes,también puede afectar personas sanas, por su capacidad para producir toxinas yotros factores de virulencia. El género Aeromonas pertenecía a la familia Vibrionaceae, en la actuali-dad está ubicada en la familia Aeromonadaceae. Aeromonas no es halófila, esubicua del ambiente acuático principalmente de aguas dulces; A. hydrophila esresistente al bióxido de carbono, por lo cual constituye un microorganismo impor-tante para la industria de los alimentos. Es móvil y la producción de gas es depen-diente de la temperatura. El microorganismo muestra amplia prevalencia en casitodos los alimentos crudos, tanto de origen animal como vegetal. La patogenicidad de Aeromonas se ha atribuido a la producción deendotoxinas, enterotoxinas extracelulares, hemolisinas, citotoxinas y proteasas,así como a la capacidad para adherirse a las células y la posesión de algunasproteínas superficiales. Muchas cepas de A. hydrophila son psicrótrofas y mues-tran capacidad para producir enterotoxinas y hemolisinas a temperatura de refri-geración. Esta característica ha sugerido que la ingestión de la toxina preformadaen los alimentos también puede causar enfermedad gastrointestinal en los humanos. Plesiomonas shigelloides. Es un bacilo gramnegativo, forma parte de lafamilia Vibrionaceae, anaerobio facultativo, no esporulado, oxidasa positiva, móvilcon flagelo lofotrico (provista de 2 a 5 flagelos), algunos células son monotricas,se desarrolla con temperatura mínima de 8 °C, temperatura óptima de 30 a 37 °Cy máxima de 44 °C, la tolerancia máxima de NaCl es de 5 %.36
  • 45. La enteropatogenicidad de esta bacteria es motivo de controversia. No exis-ten pruebas concluyentes de que tenga carácter patógeno plenamente demostra-do, pero es aceptado como un patógeno potencial para el hombre. Como ocurrecon otras bacterias, posee de 2 a 5 flagelos (lofotrica), lo que la distingue delresto de los miembros móviles de esta familia. Es considerada un patógeno invasivooportunista, aunque su mecanismo de enteropatogenicidad es incierto hasta es-tos momentos. Staphylococcus aureus. Fue descubierto en 1882 por Rosenbach. Su po-tencial patógeno para el hombre y los animales se manifiesta de diversas formas.En la microbiología sanitaria tiene especial interés tanto por las enterotoxinas queproduce, como por el significado que se deriva de su presencia y cantidad en unalimento. St. aureus es una bacteria que pertenece a la familia Micrococcaceae,consiste en células esféricas (cocos) grampositivas, termolábiles, coagulasa po-sitiva, aerobio facultativo, inmóvil, no esporulado, que resisten concentracionesrelativamente altas de sal, producen hemólisis y fermentan el manitol, entre otraspropiedades. El hombre en casi todos los casos es el reservorio principal y en ocasioneslas vacas con las ubres infectadas, así como perros y aves de corral. La enfermedad se manifiesta como una intoxicación de comienzo repentinoy a veces violento, los síntomas pueden aparecer entre 30 min y 8 h de haberconsumido el alimento, con una media entre 2 y 4 h, con náuseas, cólico, vómitosy postración, a menudo se acompaña de diarrea e hipotensión arterial. La muertees rara, por lo general la enfermedad no dura más de 1 ó 2 días. La intoxicación comienza por la ingestión de un producto alimentario quecontiene enterotoxina estafilocócica. Los alimentos dañados son los que estuvie-ron en contacto con las manos de personas que los manipularon sin haberlococido más tarde o sin calentarlos o refrigerarlos de manera adecuada, comopasteles, flanes, aderezos de ensaladas, emparedados, etc. La toxina también segenera en el jamón y salami mal curados o en quesos mal elaborados. Cuandoestos alimentos permanecen a temperatura ambiente durante varias horas antesde ser ingeridos, los estafilococos productores de toxina se multiplican y elaboranla toxina. Los microorganismos pueden ser de origen humano (secrecionespurulentas de dedos u ojos infectados, abscesos, erupciones faciales acneiformes,secreciones nasofaríngeas o de piel al parecer normal, también pueden provenirde productos bovinos, como la leche o los productos lácteos contaminados. Bacillus cereus. Como otras especies del género Bacillus, se encuentraampliamente distribuido en la naturaleza, es un bacilo grampositivo, corto conextremos cuadrados o redondeados, que forma cadenas cortas o hasta de10 células, aerobio, esporulado con esporas elipsoidales, centrales o subterminalesque no distienden el esporangio, es móvil, capaz de hidrolizar el almidón, la caseí-na y la gelatina. Las esporas de B. cereus no muestran resistencia especial alcalor, pero poseen resistencia insólita a la radiación y a los desinfectantes encomparación con la mayoría de las bacterias mesófilas esporuladas. Produce 37
  • 46. una "intoxicación" que en algunos casos se caracteriza por náuseas y vómito decomienzo repentino (emética), es menos frecuente la aparición de diarrea y do-lores abdominales; rara vez es mortal y el cuadro es muy parecido al de la intoxi-cación estafilocócica. En otros casos se produce una enfermedad caracterizada por cólicos ydiarrea acuosa profusa, raramente se observa fiebre o vómito. Si la diarrea esgrave en grupos de riesgo como ancianos, niños y pacientes inmunodeprimidospuede observarse deshidratación. La enfermedad se produce por la ingestión de alimentos que han sido con-servados a temperatura ambiente después de su cocción, lo cual ha permitido lamultiplicación de los microorganismos. Los brotes acompañados por vómitos, amenudo se relacionan con la ingestión de arroz cocido que después de la cocciónse ha conservado a temperatura ambiente, antes de recalentarlo. Por lo general,se necesitan más de 105 microorganismos por gramo del alimento para causarenfermedad. En la enfermedad diarreica el período de incubación es de 8 a 16 h. Enla enfermedad emética el período de incubación es corto, de 1 a 5 h tras laingestión del alimento. La duración de la enfermedad es de 6 a 24 h. B. cereus está muy difundido en la naturaleza; se aísla con facilidad en elsuelo, en el polvo, en las cosechas de cereales, en la vegetación, en el pelo de losanimales, en el agua dulce y en los sedimentos. No es sorprendente encontrar elorganismo en el interior o en la superficie de casi todos los productos agrícolasfrescos, también pueden encontrarse en los alimentos crudos, secos y elaborados. La incidencia de B. cereus en productos alimenticios es muy amplia, aun-que su frecuencia es mayor en cremas, postres, productos cárnicos y vegetales,así como en leche y productos lácteos sometidos a UHT. Asimismo, destaca suelevada presencia en el arroz, las pastas alimenticias y las especias. Al igual queClostridium perfringens, es habitual en los productos sometidos a cocción, tra-tamiento que deja una flora residual de esporas. En ausencia de microorganismoscompetitivos, B. cereus es capaz de multiplicarse con facilidad si el productococido se mantiene dentro de la escala de temperaturas de crecimiento del orga-nismo (sobre todo en la comida china lista para llevar), produciendo la toxina enel alimento. Clostridium botulinum. Van Ermengem en 1897 demostró por primeravez que el botulismo podía resultar del consumo de alimentos en los que Cl.botulinum había desarrollado y formado una toxina. Gran parte de la investiga-ción acerca de esta bacteria patógena se hizo en relación con la rápida expansiónde la industria del enlatado, y por la preocupación de los peligros inherentes alconsumo de productos tratados de forma insuficiente. El género Clostridium comprende bacilos grampositivos, la mayoría móvi-les, anaerobios obligados, formadores de endosporas. Cl. botulinum no es ungrupo muy homogéneo, la característica que comparten y que mantiene a ladiversidad de microorganismos que conforman la especie es su potencialneurotoxigénico. Las diferencias entre las numerosas cepas de Cl. botulinumdan lugar a distintos esquemas de clasificación, los criterios más usados son laserología de las toxinas y las propiedades metabólicas expresadas en cultivos.38
  • 47. Cl. botulinum es un bacilo muy robusto que llega a exhibir filamentos lar-gos, nunca ramificados, es termorresistente, la espora que forma es subterminaly oval y deforma el cuerpo bacteriano; se reconocen 8 tipos de Cl. botulinumsegún la especificidad antigénica. Los tipos C y D se asocian con el botulismo enanimales. Los casos humanos pertenecen a los tipos A, B y E, del tipo F solo sehan reportado 6 casos, incluso el botulismo infantil. La toxina botulínica es muypotente pero tiene como característica importante que es termolábil, se destruyea 100 °C (durante 10 a 15 min.). Algunas cepas se comportan como psicrótrofas,las esporas sobreviven indefinidamente en los alimentos congelados y las del tipoE puede sobrevivir la desecación. Hay cepas que son proteolíticas. La inhibición de Cl. botulinum se obtiene por la incorporación en los ali-mentos enlatados de conservadores químicos del tipo sorbato, especialmente encombinación con nitritos o polifosfatos. El botulismo es una auténtica intoxicación alimentaria. El mecanismo depatogenicidad de Cl. botulinum viene dado porque al producirse la toxina botulínicatermolábil esta actúa provocando la parálisis muscular fláccida y muerte porasfixia. La toxina actúa sobre la unión neuromuscular, bloqueando la liberaciónde acetilcolina, trasmisor esencial para la contracción muscular. Clostridium perfringens. Es un bacilo recto grampositivo, corto, esporulado,grueso con extremos terminales redondeados, está rodeado por una cápsula y esinmóvil; forma una espora terminal oval que casi nunca es visible en los mediosordinarios. Es anaerobio aunque algunos investigadores lo acomodan mejor en elgrupo de los microaerófilos, por su capacidad para iniciar el crecimiento sin con-diciones rigurosas de anaerobiosis. Exhibe especial susceptibilidad a las bajas temperaturas, incluso cuandoesporula. La resistencia al calor de las esporas es variable, según la cepa; desdeun inicio se planteó que las cepas termorresistentes correspondían a las asocia-das con brotes de gastroenteritis alimentaria, en tanto, más bien las termosensibleseran productoras de gangrena gaseosa; actualmente no se acepta la validez deestas generalizaciones. La enfermedad se caracteriza por trastorno intestinal con aparición repen-tina de cólicos, seguidos de diarrea. La enfermedad alimentaria producida porCl. perfringens se considera más que una intoxicación -una infección. La náu-sea es común, pero por lo regular no aparecen vómitos ni fiebre, generalmente esuna enfermedad leve de corta duración, de un día o menos y rara vez causa lamuerte en las personas sanas. Existe otra enfermedad más severa pero menos frecuente, causada poringerir un alimento contaminado con las cepas del tipo C de la misma, conocidacomo enteritis necrótica o como la enfermedad pig-bel. La enteritis necrótica esfrecuentemente fatal; esta enfermedad también se inicia como resultado de laingesta de gran número de bacterias de este tipo en los alimentos contaminados.Las muertes debidas a la enteritis necrótica son causadas por la infección y lanecrosis de los intestinos así como también por la septicemia. 39
  • 48. La causa más común de aparición de la enfermedad ocurre cuando grancantidad de alimentos se preparan con mucha anticipación y no se conservan demanera adecuada, entonces el microorganismo alcanza elevados tenores y al serconsumido el alimento aparece la enfermedad después de un período de incubaciónde 6 a 24 h, por lo regular de 10 a 12 h. Cl. perfringens se encuentra entre las bacterias patógenas más amplia-mente distribuidas en la naturaleza, ya que se encuentra en el suelo y en elintestino del hombre y animales (ganado vacuno, cerdos, aves de corral y peces).Las esporas de esta bacteria están presentes en el suelo, sedimentos y áreas aexpensas de la polución fecal por humanos y animales. Puede estar presente enlos productos lácteos sin pasteurizar, así como en las verduras y cultivos queentran en contacto con la tierra. La infección puede ocurrir cuando las sopas, losguisos y las salsas hechos con carne, pescado o aves de corral se guardan deforma incorrecta o se dejan sin refrigerar durante varias horas. Las carnes yderivados así como los caldos de carne son los más peligrosos. Listeria monocytogenes. Constituye una bacteria patógena emergente, re-conocida como agente causal en ETA a partir de los años 80 del siglo XX, por laocurrencia de numerosos brotes de origen alimentario de los cuales fue el micro-organismo responsable. Previo a esta fecha se conocían algunos casos de listeriosis(enfermedad que produce), incluso letales, pero al germen se le consideraba másbien un patógeno oportunista. L. monocytogenes no siempre se relaciona con la enfermedad, se encuen-tra en los ambientes más diversos, posee sorprendente resistencia al medio, soncapaz de sobrevivir y multiplicarse en condiciones de temperatura y pH que noresultan de ordinario habituales en otros organismos patógenos, afines o no. Elgénero Listeria está formado por 6 especies, de la cual L. monocytogenes es laespecie tipo. L. monocytogenes es un bacilo corto grampositivo, aerobio facultativo, noesporulado, móvil entre 20 y 25 ºC; es mesófilo, aunque capaz de crecer entemperaturas que van desde -4,4 ºC hasta 45 °C. Es termolábil, sin embargo seconsidera más resistente al calor que otros patógenos, como Salmonella; sobre-vive la desecación; tolera y crece sin problemas en concentraciones de 10 % decloruro de sodio y sobrevive a valores de hasta 20-30 %. L. monocytogenes es una bacteria invasiva, sus mecanismos depatogenicidad son poco entendidos aún, la característica más importante del ger-men es su capacidad para sobrevivir y multiplicarse en los macrófagos. Solo lalisterolisina O y la proteína p60 son reconocidos como determinantes esencialesen la virulencia. Todo parece indicar que la proteína p60 promueve la adherenciay penetración de L. monocytogenes a las células fagocíticas, mediante la induc-ción de su propia fagocitosis; una vez dentro, la listerolisina O, una hemolisinacuya producción es regulada por el cromosoma, lisa las vacuolas fagocíticas ylibera hierro intracelular, permitiendo la supervivencia, multiplicación y posteriordiseminación del microorganismo.40
  • 49. Campylobacter jejuni y otras especies bacterianas relacionadas han sidoreportadas como agentes causales en gran número de casos de diarrea aguda encasi todo el mundo. Esta especie adquirió importancia a partir de la década de1980 por su aislamiento en elevado porcentaje de casos con diarrea. La familia Campylobacteriaceae fue denominada recientemente y continúasiendo motivo de reagrupamientos con nuevas especies y subespecies.Campylobacter constituye un género que incluye varias especies que producenenfermedad trasmitida a través de los alimentos, las 2 subespecies de C. jejuni(C. jejuni jejuni y C. jejunidoylei) son las que más interés muestran para lasalud pública y la higiene de los alimentos, junto con Campylobacter coli, esteúltimo es difícil de diferenciar de C. jejuni desde el punto de vista patológico, ysus fuente de infección son básicamente las mismas. C. jejuni se caracteriza por ser bacilos delgados, curveados en forma deespiral, no esporulados. Su movilidad es característica, en forma de sacacorchos,poseen un solo flagelo polar por uno o ambos lados, no utilizan ningún carbohidra-to, y son gramnegativos y microaerófilos. Los mecanismos de virulencia de este microorganismo difieren de otrosenteropatógenos. En una revisión acerca de los mecanismos de colonización deC. jejuni se señala que el microorganismo no se adhiere a la superficie del tejidointestinal de ratones gnotobióticos, más bien presenta una movilidad muy activaen él, desplazándose rápidamente a lo largo de la mucosa intestinal, o sea, laasociación con la mucosa intestinal no está influida por adhesinas, sino por lagran movilidad de este microorganismo, lo cual unido a su morfología le confiereventaja para desplazarse en un ambiente viscoso como es la mucosa intestinal. El mecanismo de virulencia de C. jejuni parece estar determinado por lacepa del microorganismo, la invasión parece ser el mecanismo más probable porel cual causa diarreas en humanos, así mismo se propone que esta invasividad seencuentra mediada por una actividad citotóxica; sin embargo, otros investigado-res encontraron que algunas cepas producen una enterotoxina termolábil seme-jante a la toxina colérica. Parece que C. jejuni puede causar enfermedad medianteinvasividad o por producción de enterotoxinas semejantes a la colérica, y que elmecanismo de patogenicidad determina las características clínicas de la enfer-medad. C. jejuni vive en el tracto intestinal de gran diversidad de animales desangre caliente, sin daño aparente, ejemplo: bovinos, ovinos, patos, pollos y ani-males doméstico como perro y gato.BIBLIOGRAFÍA Benenson A.S. (1992). Informe Oficial de la Asociación Estadounidense de Salud Pública. El control de las enfermedades transmisibles en el hombre. Publicación Cientif. No. 538. 15ta. ed. Washington, DC, EUA. Fernández Escardín, E. (2000). Microbiología e inocuidad de los alimentos. México. Universidad Autónoma de Queretaro. 41
  • 50. García del Portillo, F. (2000). Molecular and cellular biology of Salmonella pathogenesis: 3-49. En: Microbial Foodborne Diseases. Cary, J.W., Linz, J. E. y Bhatnagar, D. (Eds.). Pensylvania, USA. Technomic Pub. Co.Martino T., et al. (2002). Aislamiento de Listeria en carne y derivados. Rev. Latinoam. Microb. Suplemento: 44(4):70. Soporte electrónico: MX ISSN-0034-9771.Leyva V., Martino T., Pérez A. (2004) Brote de infección alimentaria por Salmonella enteritidis debido al consumo de productos de repostería. Rev Alimentaria 352:79-81.Martino T., et al. (2005). Determinación de Listeria spp. en quesos y embutidos comercializados en Cuba. Rev Cub Salud Pub 31(3).Puig Y, et al. (2007). Susceptibilidad antimicrobiana en cepas de Salmonella spp. de origen clínico y alimentos. Rev Panam. Infectol 9(3):12-16.International Commission on Microbiological Specifications for Foods (2000). Microorganismos de los alimentos. Técnicas de análisis microbiológico. Vol. 1. Zaragoza, España. Ed. Acribia, S.A.Torres Vitela, M.R. (2002). Agentes patógenos transmitidos por alimentos. Vol. I. México. Uni- versidad de Guadalajara.Torres Vitela, M.R.; A. Castillo Ayala (2002). Agentes patógenos transmitidos por alimentos. Vol. II. México. Universidad de Guadalajara.42
  • 51. CAPÍTULO 4 Factores que influyen en el crecimiento y supervivencia de los microorganismos Virginia Leyva Castillo, Tamara K. Martino Zagovalov y Yamila Puig Peña Los alimentos que consumimos casi nunca se encuentran estériles, sino quecontienen asociaciones microbianas cuya composición depende de qué organis-mo llegan a él y de cómo se multiplican, sobreviven e interaccionan en el alimen-to durante el transcurso del tiempo. Los microorganismos en los alimentosprocederán tanto de la microbiota de la materia prima como los que se introdu-cen durante las operaciones de recolección-sacrificio, tratamiento, almacena-miento y distribución. Los tipos y cantidad de microorganismos serán determinadospor las propiedades del alimento, por la atmósfera donde se almacena, por lascaracterísticas de los propios microorganismos y por los efectos del tratamiento. En el proceso de elaboración de alimentos, cuando se cumple con las reglasde higiene o con las buenas prácticas de elaboración, en toda la cadena delproceso, esta microbiota no ejerce un efecto aparente y el alimento puede serconsumido sin consecuencias adversas. En caso contrario, los microorganismospueden manifestar su presencia en una de las formas siguientes:− Causando alteración de los alimentos.− Provocando enfermedades trasmitidas por los alimentos.− En algunos casos, de forma intencional en la elaboración de un alimento, se transforman sus propiedades de una forma beneficiosa mediante su fer- mentación.CRECIMIENTO MICROBIANO El crecimiento microbiano es un proceso autocatalítico: no habrá crecimientosin la presencia de al menos una célula viable, y la tasa de crecimiento aumenta-rá de acuerdo con la cantidad de biomasa viable presente. La pauta de creci-miento es la misma para bacterias y hongos. Las bacterias requieren determinadas condiciones para multiplicarse rápi-damente, esta multiplicación rápida es la que causa problemas relacionados conla seguridad del alimento. En condiciones ideales este crecimiento rápido puedellegar a un tiempo de generación menor que 20 min. Si realizamos el experimento para determinar el número de microorganismosen relación con el tiempo y después representamos en una gráfica el logaritmo 43
  • 52. de los microorganismos viables frente al tiempo, se obtiene la curva que se re-presenta en el capítulo 1, en la que se aprecia que el crecimiento exponencialsolo tiene lugar durante una parte del tiempo. No es necesario hacer mucho énfasis en la importancia del crecimientoexponencial en el tratamiento de los alimentos, una sola bacteria con un tiempode generación de 20 min que crece en un alimento, puede producir una poblacióncelular superior a 107 microorganismos/g o mL en 8 h. Por lo tanto la misiónprincipal del microbiólogo de alimentos y de los especialistas en higiene de losalimentos es conocer qué es lo que influye en el crecimiento microbiano convistas a controlarlo. Si se tiene en cuenta que normalmente la microbiota de un alimento nuncaestá compuesta por un solo tipo de microorganismo durante el crecimiento, reco-lección/sacrificio, tratamiento y almacenamiento, el alimento está sujeto a conta-minación de diversa procedencia. Algunos microorganismos serán capaces decrecer juntos en lo que se conoce como una asociación, cuya composición cam-biará en el transcurso del tiempo. Los factores que influyen en el crecimiento microbiano en los alimentos ypor tanto las asociaciones que se desarrollan, también determinan la naturalezade la alteración y cualquier riesgo para la salud que se planteen. La fase logarítmicade crecimiento puede verse afectada si se acorta su longitud, controlando losfactores de crecimiento. Hace más de 40 años Mossel e Ingram dividieron estos factores en 4 grupos:− Propiedades físico-químicas del propio alimento (factores intrínsecos).− Condiciones del ambiente del almacenamiento (factores extrínsecos).− Propiedades e interacciones de los microorganismos presentes (factores im- plícitos).− Factores del tratamiento, este último incluido por Mossel e Ingram entre los factores intrínsecos. Factores que influyen en el desarrollo de las asociaciones microbianas enlos alimentos:− Factores intrínsecos: • Nutrientes. • pH. • Potencial redox. • Actividad de agua. • Constituyentes antimicrobianos. • Estructuras biológicas.− Factores ambientales o extrínsecos: • Humedad relativa. • Temperatura. • Atmósfera gaseosa.44
  • 53. FACTORES INTRÍNSECOS Contenido de nutrientes. Del mismo modo que los seres humanos, losmicroorganismos son capaces de utilizar los alimentos como fuente de nutrientesy de energía. Los microorganismos en los alimentos, para multiplicarse y desa-rrollar su fisiologismo normal, necesitan los elementos siguientes:− Agua.− Fuente de energía.− Fuente de nitrógeno y vitaminas.− Factores de crecimiento afines, como sales minerales. Los microorganismos que se encuentran en los alimentos pueden utilizarazúcares, alcoholes y aminoácidos propios de los alimentos como fuente de ener-gía. La incapacidad de un organismo para emplear un componente mayoritariode un material alimenticio limitará su crecimiento y lo situará en desventaja com-petitiva comparado con aquellos que no son capaces de utilizarlo. Algunos usancomo fuente de energía carbohidratos complejos, como son los almidones porposeer enzimas amilolíticas y la celulosa, por tener la posibilidad de degradarprimeramente estos compuestos a azúcares sencillos, esto favorecerá el creci-miento de un determinado organismo en los cereales y en otros productosfarináceos. La adición al yogurt de frutas que contiene sacarosa y otros azúca-res aumenta la gama de carbohidratos disponibles y permite el desarrollo de unamicrobiota variada de levaduras causantes de alteración. Las grasas tambiénson utilizadas por un reducido e insignificante número de microorganismos comofuentes de energía. En general los microorganismos utilizan compuestos simples como losaminoácidos, antes de tener que atacar compuestos complejos, como las proteí-nas de elevado peso molecular, por tanto las principales fuentes de nitrógeno delos microorganismos heterótrofos son los aminoácidos. En condiciones ideales laconcentración de nutrientes indispensables puede, hasta cierto punto, determinarla velocidad de crecimiento microbiano. pH. Tal y como se determina en un electrodo de vidrio, el pH es el logaritmonegativo de la concentración del ión hidrógeno de cualquier solución. En térmi-nos simple el pH de un alimento es la medida de su acidez o alcalinidad, teniendoen cuenta que la escala de pH comienza en cero y termina en 14; que unasolución de pH de 7 es considerada como neutra, que los pH menores que 7 sonconsiderados como ácidos y mayores como alcalinos. La acidez o la alcalinidad de un medio tienen gran influencia en la estabili-dad de macromoléculas tales como las enzimas, lo que justifica que tanto elcrecimiento como el metabolismo de los microorganismos estén influidos por el pH. En general, las bacterias crecen con mayor rapidez a pH comprendido en-tre 6,0 y 8,0 (tabla 4.1), las levaduras entre 4,5 y 6,0, así como los hongosfilamentosos entre 3,5 y 4,0; aunque hay bacterias capaces de crecer a pH bajoscomo consecuencia de su metabolismo productor de energía, por ejemplo, los 45
  • 54. lactobacilos y las bacterias acéticas cuyo crecimiento óptimo generalmente tienelugar a un pH comprendido entre 5,0 y 6,0. Si a un alimento se le cambia el pH,ya sea por encima o por debajo del neutro, los microorganismos crecerán conmayor lentitud.Tabla 4.1. Límites de pH según tipo de microorganismo pHmínimo pHmáximoBacterias gramnegativasEscherichia coli 4,4 9Klebsiella pneumoniae 4,4 9Proteus vulgaris 4,4 9,2Pseudomonas aeruginosa 5,6 8Salmonella paratyphi 4,5 7,8Salmonella typhi 4,0-4,5 8,0-9,6Vibrio parahaemolyticus 4,8 11,0Bacterias grampositivasBacillus cereus 4,9 9,3Bacillus subtilis 4,5 8,5Bacillus stearothermophillus 5,2 9,2Clostridium botulinum 4,7 8,5Clostridium sporogenes 5,0 9,0Enterococcus spp. 4,8 10,6Staphylococcus aureus 4,0 9,8Streptococcus lacti 4,3-4,8 9,2 La mayoría de los alimentos son, cuando menos, ligeramente ácidos (tablas4.2 y 4.3), ya que los materiales cuyo pH es alcalino casi siempre tienen un saborbastante desagradable. La clara de huevo, cuyo pH aumenta hasta cerca de 9,2a medida que el dióxido de carbono es eliminado del huevo después de ser puestoeste, constituye una excepción común a lo expuesto. Un ejemplo que algunostomarían como prueba convincente de la no comestibilidad de los alimentos alcalinoses el tiburón fermentado, que se elabora en Groenlandia, y que tiene un pH de 10 a 12. Aunque la mayoría de los alimentos son de naturaleza ácida, o sea quetienen el pH por debajo de 7, otros son más ácidos, tienen el pH por debajo de 4,6como por ejemplo el vinagre, algunas frutas, los alimentos en salmuera, el yogurt,la mayonesa, etc. Por debajo de 4,6 la mayoría de los microorganismos patógenosno crecen o lo hacen muy lentamente, por tanto, en general los alimentos ácidosno constituyen un problema para la salud, en estos pH suelen crecer microor-ganismos alteradores que pueden cambiar la textura y la apariencia del alimento. La acidez de un producto puede tener importantes implicaciones tanto en suecología microbiana como en la rapidez y naturaleza de su alteración, por ejem-plo, los productos vegetales clasificados como hortalizas casi siempre tienen unpH ligeramente ácido y las bacterias productoras de putrefacción blanda, comoErwinia carotovora y Pseudomonas desempeñan un importante papel en sualteración. En las frutas, sin embargo, un pH más bajo impide el crecimientobacteriano y de aquí que su alteración sea dominada por levaduras y mohos.46
  • 55. Tabla 4.2. Valores de pH aproximados de algunas frutas y hortalizas frescasProducto pHHortalizasEspárragos (yemas y tallos) 5,7-6,1Judías (vedes y limas) 4,6-6,5Remolacha 4,2-4,4Zanahorias 4,9-5,2; 6,0Coliflor 5,6Berenjena 4,5Lechuga 6,0Aceitunas 3,6-3,8Cebollas rojas 5,3-5,8Perejil 5,7-6,0Patatas (tubérculos y boniatos) 5,3-5,6Calabaza 4,8-5,2Tomates entero 4,2-4,3Nabos 5,2-5,5FrutasManzanas 2,9-3,3Plátanos 4,5-4,7Higos 4,6Limas 1,8-2,0Melones 6,3-6,7Naranjas 3,6-4,3Ciruelas 2,8-4,6Tabla 4.3. Valores de pH aproximados de los productos lácteos, de las carnes y de losproductos pesquerosProducto pHProductos lácteosMantequilla 6,1-6,4Suero de mantequilla 4,5Leche 6,3-6,5Nata 6,5Queso (suave americano Cheddar) 4,9-5,9Pescados y mariscosPescado (casi todas las especiesinmediatamente después de la muerte) 6,6-6,8Almejas 6,5Cangrejos 7,0Ostras 4,8-6,3Atún 5,2-6,1Camarón 6,8-7,2Salmón 6,1-6,3Pescado blanco 5,5CarnesVaca picada 5,1-6,2Jamón 5,9-6,2Ternera 6,0Pollo 6,2-6,4 47
  • 56. La capacidad del pH bajo para limitar el crecimiento microbiano ha sidoaprovechado de forma deliberada, desde los tiempos más antiguos en la conser-vación de alimentos con los ácidos acéticos y láctico. Los pH bajos ayudan a laconservación de los alimentos de las formas siguientes:− Directamente, inhibiendo el crecimiento microbiano.− Indirectamente, disminuyendo la resistencia al calor de los microorganismos en los alimentos que se someten a tratamiento térmico. Potencial Redox (Eh). Una reacción de oxidación-reducción (O/R) o depotencial redox (Eh) se produce como consecuencia de una transferencia deelectrones entre átomos o entre moléculas. Desde hace muchos años se conoceque los microorganismos presentan diferentes grados de sensibilidad al potencialde oxidación-reducción del medio de cultivo. En general, el potencial redox de un sustrato se puede definir como aquel enel que el sustrato pierde o gana electrones con mayor facilidad. Cuando un ele-mento o compuesto pierde electrones, se dice que el sustrato ha sido oxidado,mientras que un sustrato que gana electrones se ha reducido. Oxidación Cu Cu + e Reducción También se puede obtener oxidación por adición de oxígeno, como se indicaen la reacción siguiente: Cu + O2 2CuO Por tanto, una sustancia que fácilmente cede electrones es un buen agentereductor, mientras que otra que capte es un buen agente oxidante. Cuando pasanelectrones de un compuesto a otro se crea una diferencia de potencial entreambos, esta diferencia se mide frente a una referencia externa por medio de unelectrodo de metal inerte casi siempre de platino sumergido en un medio, y seexpresa en milivoltios (mV). Cuanto más oxidada esté una sustancia, más positi-vo será su potencial eléctrico y cuanto más reducida, más negativo su potencial. En relación con los microorganismos, el potencial redox indica las relacio-nes de oxígeno entre ellos, y es utilizado para especificar el ambiente en que unmicroorganismo es capaz de generar energía y sintetizar nuevas células. Losmicroorganismos aerobios necesitan para crecer valores redox positivos, mien-tras que los anaerobios frecuentemente requieren valores negativos. Losmicroorganismos de acuerdo con su potencial de oxidación-reducción se dividenen los grupos siguientes: aerobios estrictos, anaerobios estrictos, anaerobios fa-cultativos y microaerófilos.48
  • 57. Aerobios estrictos. Los microorganismos aerobios estrictos en el hábitatde los alimentos usan el oxígeno como aceptor final de electrones en la respira-ción (Bacillus subtilis, B. megaterium, Acinetobacter, etc.), por consiguiente,tienen necesidad de oxígeno y de elevado Eh, por lo que predominarán en lasuperficie de los alimentos expuestos al aire o en aquellas zonas de los mismosen las que el aire pueda ser utilizado fácilmente; de manera que Pseudomonas,por ejemplo, Ps. fluorescens que crece a un Eh comprendido entre +100 y+500 mV. Otros bacilos gramnegativos oxidativos producen mucílagos y oloresdesagradables en la superficie de la carne, Bacillus subtilis posee un potencialredox de crecimiento comprendido entre -100 y +135 mV, produce viscosidad enla textura abierta del pan y las especies de Acetobacter que crecen en la super-ficie de las bebidas alcohólicas, oxidan el etanol a ácido acético para produciralteración o vinagre. Anaerobios estrictos. Los microorganismos anaerobios obligados solotienden a crecer a potenciales redox bajos o negativos, no pueden utilizar eloxígeno como aceptor final de electrones; dentro de ellos los Clostridios tienengran importancia en microbiología de los alimentos. Tienen la posibilidad de cre-cer donde las condiciones sean anaerobias, por ejemplo, en la profundidad de lostejidos y en los estofados de carne, en los alimentos envasados y enlatados alvacío causando alteración. Entre los microorganismos anaerobios más importan-te para la salud pública se encuentra Clostridium botulinum. Anaerobios facultativos. Los anaerobios facultativos como los que for-man las familias Vibrionaceae, Enterobacteriaceae y Corynebacteriaceae pue-den utilizar el oxígeno como aceptor final de electrones, pero en su ausenciatambién pueden utilizar una diversidad de aceptores de electrones (NO3-, SO42-).Estos organismos pueden crecer en la superficie y en el interior de los alimentos,algunos poseen actividad proteolítica o lipolítica. Con frecuencia sus productosde desechos son ácidos orgánicos. Debido a su profusa distribución, su amplio rango de actividad enzimática ysu capacidad para descomponer los compuestos orgánicos, dichos microor-ganismos pueden competir en una amplia gama de ambientes y con frecuenciason responsables de la alteración de los alimentos de bajo Eh; a esto se debe quesean importantes microorganismos alteradores de los alimentos; aunque algunoscomo los lactobacilos se pueden utilizar para cambios beneficiosos en la elabora-ción de varios alimentos. Algunos microorganismos anaerobios facultativos comolas enterobacterias tienen gran relevancia para la salud pública. Microaerófilos. Estos microorganismos necesitan una cantidad muy re-ducida de oxígeno para su crecimiento, lo cual se debe tener en cuenta a la horade cultivarlo en el laboratorio, uno de los microorganismos importantes desde elpunto de vista de enfermedad para el humano a través de los alimentos esCampylobacter spp. Actividad de Agua. La vida tal y como nosotros la conocemos dependetotalmente de la presencia de agua en estado líquido, por tanto los microorganismosnecesitan de agua libre o disponible para su crecimiento. Los solutos como sal yazúcar, así como los mecanismos de deshidratación disminuyen el agua disponi-ble y reducen el rango de crecimiento microbiano. 49
  • 58. La actividad acuosa de un alimento o solución (Aa) se define como el co-ciente entre la presión parcial del agua existente en la atmósfera en equilibrio conel sustrato (alimento) (P) y la presión parcial de la atmósfera en equilibrio con elagua pura a la misma temperatura: Aa = P/Po. Este cociente es equivalente a la humedad relativa de equilibrio (HRE)expresada como fracción en lugar de porcentaje: Aa=P/Po=1/100 HRE La humedad relativa de equilibrio tiene importantes repercusiones en elalmacenamiento de alimentos de baja Aa. A medida que una solución se concentra la presión de vapor disminuye y laactividad acuosa va disminuyendo a partir de un valor máximo de 1 para el agua pura. La mayoría de los microorganismos incluyendo las bacterias patógenas crecenmás rápidamente a niveles de Aa de 0,993 a 0,998 (tablas 4.4 y 4.5). A valoresinferiores de Aa, la velocidad de crecimiento o la masa celular final disminuye yla fase de latencia aumenta.Tabla 4.4. Actividades de agua mínimas a las que puede haber crecimiento activoGrupo de Aa Grupo de Aamicroorganismos mínima microorganismos mínimaMayoría de bacterias 0,97 Mayoría de hongos 0,80gramnegativasMayoría de bacterias 0,90 Bacterias halófilas 0,75gramnegativasMayoría de levaduras 0,88 Hongos xerófilos 0,61Tabla 4.5. Niveles mínimos de activad acuosa que permiten el crecimiento de losmicroorganismos que se citan a temperaturas próximas a la óptimaMicroorganismos AaMohosAlternaria citri 0,84A. fumigatus 0,82P. islandicum 0,83A. flavus 0,78LevadurasS. cerevisiae 0,90Debaromyces hansenii 0,83S. rouxii 0,62BacteriasC. botulinum tipo E 0,97C. botulinum tipo A 0,95B. cereus 0,95C. perfringens 0,95E, coli 0,95Salmonella spp. 0,95C. botulinum tipo B 0,94V. parahaemolyticus 0,94S. aureus 0,86Halobacterium halobium 0,7550
  • 59. Principales razones para la no disponibilidad del agua por los microor-ganismos:− Los solutos y los iones fijan agua de la disolución. El aumento de la concentra- ción de las sustancias disueltas (azúcares o sales) equivale a una deshidratación.− Los coloides hidrófilos (geles) impiden la disponibilidad del agua.− El agua de cristalización o de hidratación no suele ser asequible a los microorganismos, tampoco el agua cristalizada o formando hielo.− El potencial de agua puede contener un componente osmótico, relacionado con el efecto de los solutos en solución. A continuación se definen 3 grupos de microorganismos asociados a dife-rentes tipos de alimentos de acuerdo con su actividad acuosa o su presión osmótica:− Halotolerantes. Capaces de crecer en presencia de elevadas concentraciones de sal.− Osmotolerantes. Capaces de crecer en presencia de elevadas concentracio- nes de compuestos orgánicos no ionizados como son los azúcares.− Xelotolerantes. Capaces de crecer en alimentos secos. Estos términos no definen estrictamente grupos exclusivos demicroorganismos pero son útiles en el contexto de los estudios de determinadosalimentos. Si bien es cierto que algunos microorganismos crecen mejor a Aa reducida,por ello pueden ser definidos como halófilos, xerófilos.y osmófilos. Halófilos. Microorganismos que son capaces de crecer en presencia deelevadas concentraciones de sal y atañen principalmente a las bacterias, comolas halobacterias que incluyen géneros tales como Halobacterium y Halococcuspertenecientes a las Archebacterias. Son obligadamente halófilas, suelen en-contrarse en los lagos salados o en las charcas de agua salada y pueden causarla alteración proteolítica del pescado salado y desecado. Xerófilos. Microorganismos que crecen más rápidamente bajos condicio-nes de relativa sequedad y están representados por mohos y levaduras. Osmófilos. Microorganismos que crecen en hábitat con altas presionesosmóticas, este término se aplica habitualmente a las levaduras tolerantes alazúcar. La tabla 4.6 muestra la escala de valores de la Aa correspondiente a dife-rentes alimentos. El valor limitante de la actividad de agua para el crecimiento de cualquiermicroorganismo es aproximadamente de 0,6, de modo que por debajo de estevalor la alteración de los alimentos no es microbiológica.FACTORES EXTRÍNSECOS Humedad relativa. La humedad relativa y la actividad acuosa están rela-cionadas entre sí, de modo que la humedad relativa es esencialmente una medidade la actividad de agua en la fase gaseosa. Cuando se almacena un alimento que 51
  • 60. Tabla 4.6. Grupos principales de alimentos en relación con su activad acuosaAa de 0,98 o superiores Jamón tipo SerranoCarnes y pescado frescos Leche condensada azucaradaFrutas, hortalizas y verduras frescas Aa entre 0,85-0,60Leche y otras bebidas Alimentos de humedad intermediaHortalizas en salmueras enlatadas Frutas secasFrutas enlatadas en almíbares diluidas HarinaAa entre 0,98-0,93 CerealesLeche evaporada Confituras y mermeladasConcentrado de tomate MelazasProductos cárnicos y de pescadoligeramente salados Pescado muy saladoCarnes curadas enlatadas Extractos de carneEmbutidos fermentados (no secos) Algunos quesos maduradosEmbutidos cocidos NuecesQuesos de maduración corta Aa inferiores a 0,60Queso Gouda DulcesFrutas enlatadas en almíbar ChocolatePan MielCiruelas con elevado contenido en agua Macarrones, fideosAa entre 0,93-0,85 GalletasEmbutidos fermentados y madurados(tipo italianos y húngaro) Papas fritasQueso Cheddar curado Verduras secas, huevos deshidratados, leche en polvotiene actividad acuosa baja en una atmósfera de humedad relativa elevada, elagua pasará desde la fase gaseosa al alimento. Es posible que transcurra muchotiempo para que la masa del alimento aumente su actividad de agua, pero puedehaber una condensación en las superficies que origine zonas localizadas de ele-vada actividad de agua, en estas zonas en que los propágulos han permanecidoviables, pero que no han sido capaces de crecer, pueden ahora germinar y crecer. Estos casos se pueden dar en los silos de granos o en los tanques donde sealmacenan concentrados y jarabes. Otro problema de las unidades de almacenamiento en gran escala, comoson los silos para grano, se presenta porque la humedad relativa del aire es muysensible a la temperatura. Si un lado del silo se calienta en exceso, debido a unaexposición al sol, en tal caso la humedad relativa disminuye en este lado y haydesplazamiento neto de moléculas de agua desde el lado más frío para volver aequilibrar la humedad relativa. Cuando el mismo lado del silo se enfría de nuevo,la humedad relativa aumenta y, aunque se desplazan de nuevo las moléculas deagua, el aumento temporal de la humedad relativa puede ser suficiente paracausar una condensación local en el grano, acompañada de aumento localizadode la Aa suficiente para permitir la germinación de las esporas fúngicas y lasubsiguiente alteración del grano.52
  • 61. El almacenamiento de frutas y hortalizas frescas requiere un control muycuidadoso de la humedad relativa. Si esta es excesivamente baja, en algunashortalizas disminuirá el contenido de agua y se mustiarán. Si es excesivamenteelevada, puede haber condensación y es posible que se inicie su alteraciónmicrobiana. Temperatura. Los microorganismos crecen dentro de una amplia escalade temperaturas. A presión atmosférica puede haber crecimiento microbianodentro de un intervalo de temperatura comprendido aproximadamente desde -8hasta 100 ºC. La exigencia más importante es que el agua se encuentre en esta-do líquido y por tanto disponible para mantener el crecimiento. Ningún organismoha sido capaz de crecer en todas las temperaturas de este intervalo; las bacteriasnormalmente se limitan a crecer en una escala de temperaturas en torno alos 35 ºC, mientras que los mohos lo hacen con temperaturas algo inferiores a los 30 ºC. Cada microorganismo exhibe unas temperaturas mínimas, máximas y ópti-mas de crecimiento. Estas temperaturas van a ser muy típicas de un determina-do microorganismo y van a estar influidas por el pH, la Aa y la disponibilidad denutrientes.Tabla 4.7. Temperaturas cardinales correspondientes al crecimiento microbianoGrupo Temperatura (°C) Mínima Óptima MáximaTermófilos 40 - 45 55 - 75 60 - 90Mesófilos 5 - 15 30 - 40 40 - 47Psicrófilos (psicrófilos obligados) -5 - +5 12 - 15 15 - 20Psicrótrofos -5 - +5 25 - 30 30 - 35 Sobre la base de las temperaturas de crecimiento, los microorganismos puedenser clasificados en varios grupos fisiológicos (tabla 4.7). En microbiología de los alimentos, los organismos mesófilos y psicrótrofosgeneralmente son de vital importancia. Los mesófilos con temperatura óptima entorno a 37 ºC con frecuencia son de origen humano o animal, e incluyen algunosde los más importantes patógenos trasmitidos por los alimentos como, Salmonella,Staphylococcus aureus y Clostridium perfringens. Por regla general a su temperatura óptima crecen más rápido que lospsicrótrofos y por ello, la alteración de los productos perecederos o almacenadosen el intervalo de temperaturas correspondientes al crecimiento de los mesófiloses más rápida que su alteración en condiciones de refrigeración. Como hemos podido observar los psicrófilos y psicrótrofos son los 2 gruposde organismos que crecen a temperaturas bajas, los psicrófilos (amantes del frío)verdaderos o estrictos tienen temperaturas óptimas de 12-15 ºC y no crecen porencima de los 20 ºC; los psicrófilos están confinados principalmente en las regio-nes polares y en el medio marino. Los psicrótrofos o psicrófilos facultativos cre-cerán a las mismas temperaturas como psicrófilos estrictos pero sus temperaturasde crecimiento óptimo y máxima son más elevadas. Esta tolerancia de un inter-valo de temperaturas más amplio significa que los psicrótrofos se encuentran en 53
  • 62. una gama de hábitat más variados y, consiguientemente, tienen mayor importan-cia en la alteración de los alimentos refrigerados. Los termófilos por lo general tienen una importancia menor en microbiolo-gía de los alimentos, aunque existen termófilos esporógenos tales como determi-nados Bacillus y determinadas especies de Clostridium que causan problemas. Constituyentes antimicrobianos (parámetro intrínseco). Algunos ali-mentos presentan estabilidad con respecto a determinados microorganismos, estoes debido a la presencia de algunas sustancias naturales en las que se ha demos-trado la existencia de actividad microbiana, por ejemplo, aceites esenciales. Entre los aceites esenciales está el eugenol en el clavo, la alicina en el ajo,el aldehído cinámico, el isotiocianato de alilo en la mostaza, el eugenol y el timolen la salvia, así como el carvacrol (isotimol) y el timol en el orégano. La leche devaca contiene varias sustancias antimicrobianas que incluyen la lactoferrina, laconglutinina y el sistema lactoperoxidasa; se ha demostrado que la caseína, asícomo también algunos ácidos grasos libres que existen en la leche, tienen activi-dad antimicrobiana. Los huevos contienen lizozima, al igual que la leche, y estaenzima junto con la conalbúmina, dota a los huevos de un sistema antimicrobianomedianamente eficaz. Estructuras biológicas (parámetro intrínseco). La envoltura naturalde algunos alimentos proporciona excelente protección frente a la entrada y dañosubsiguiente por microorganismos causantes de alteraciones. Entre los diferen-tes tipos de envolturas existen estructuras tales como la testa de las semillas, eltegumento externo de las frutas, las cáscaras de los frutos (como la nuez), la pielde los animales y la cáscara de los huevos.BIBLIOGRAFÍA Frazier, W.C.; D.C. Westhoff (1993). Microbiología de los Alimentos. 4ta. ed. Zaragoza España. Editorial Acribia. ICMSF (1980). Ecología microbiana de los Alimentos. Factores que afectan la supervivencia de los microorganismos en los alimentos. Vol 1. España. Editorial Acribia.. (1980). Ecología microbiana de los Alimentos. Productos alimenticios. Vol II. España. Editorial Acribia. Jay, J. (1994). Microbiología moderna de los Alimentos. 3ra. ed., España, Zaragoza. Editorial Acribia.54
  • 63. CAPÍTULO 5 Parásitos en alimentos Yamila Puig Peña, Virginia Leyva Castillo y Tamara K. Martino Zagovalov Se llama parásito a todo ser vivo que pasa una parte o toda su existencia enotro ser vivo (hospedero), del cual se nutre, provocándole o no lesiones aparen-tes o inaparentes. De acuerdo con sus características morfológicas los parásitos se clasifican en:− Protozoos: microorganismos capaces de cumplir por sí solo todas las funcio- nes biológicas fundamentales de la vida, son unicelulares y poseen la típica estructura de la célula eucariota.− Metazoos: son parásitos pluricelulares, de los cuales tienen interés en parasitología clínica los helmintos. Helmintos (del griego helmins, gusano): son pluricelulares, pertenecen alreino animal, caracterizados por tener estructuras concretas, con sistemas diges-tivo y sensitivo pocos desarrollados. Presentan formas variadas según la espe-cie, algunos parecidos a gusanos aunque morfológicamente no son gusanos, contamaños que varían entre uno y varios centímetros de longitud. Se dividen en2 grandes grupos: 1. Nematodos o gusanos cilíndricos, no segmentados y con sexos separados. 2. Platelmintos o gusanos planos, segmentados o no, y hermafroditas la mayoría de ellos. Se dividen en 2 clases: − Cestodos: segmentados, con varios órganos de fijación y hermafroditas. − Trematodos: no segmentados, en forma de hoja, hermafroditas o con sexos separados.RELACIÓN HUÉSPED-PARÁSITO Parasitismo. Es la dependencia obligada y siempre unilateral de un orga-nismo (parásito) con respecto a otro (huésped). Los parásitos han desarrollado maneras diversas de vivir en el huésped quelos proveen de manera nutricional, pero paradójicamente muy hostiles desde elpunto de vista inmunológico, mostrando gran combinación de adaptacionesbioquímicas, fisiológicas y nutricionales, así como en la forma de evadir la res-puesta inmune y sus consecuencias. 55
  • 64. Las relaciones entre el parásito y el huésped pueden dar lugar a los diferen-tes grados de parasitismo, con alteración del huésped o sin ella. Una vez que elparásito ha penetrado en el organismo, si consigue superar las defensas del hués-ped, y se establece un equilibrio, se constituye el estado de comensalismo, queexplica las infecciones “mudas”, “subclínicas” o “asintomáticas”, que en un mo-mento determinado por falla en las defensas del huésped pueden hacerse “apa-rentes” o “clínicas”. En la tabla 5.1 se relacionan los alimentos y los parásitos así como la formainfectiva de estos que pueden ser trasmitidos a través de ellos.Tabla 5.1. Parásitos que se trasmiten por los alimentos y su estado infectivo.Alimento Parásito Estado infectivo ProtozoosAgua,Vegetales Entamoeba histolytica Quistescontaminados Entamoeba coli Quistes Endolimax nana Quistes Iodamoeba buetschlii Quistes Dientamoeba fragilis Quistes Retortamonas intestinalis Quistes Retortamonas sinensis Quistes Chilomastix mesnili Quistes Enteromonas hominis Quistes Giardia lamblia Quistes Trichomonas hominis Trofozoitos Isospora belli Ooquistes Blastosistis hominis Quistes Balantidium coli Quistes Cryptosporidium parvum Ooquistes Toxoplasma gondii Ooquistes NematodosAgua Capillaria hepática Huevos Trichiuris trichiura Huevos Enterobius vermicularis Huevos Syphacia obvelata Huevos Ascaris lumbricoides Huevos Toxocara cati Huevos Toxocara canis Huevos CestodesAgua Taenia multiceps (larva) Huevos Taenia serialis (larva) Huevos Echinococcus granulosus (larva) Huevos Echinococcus multilocularis (larva) Huevos Echinococcus vogeli (larva) Huevos NematodosVegetales Ascaris lumbricoides Huevoscontaminados Trichiuris trichiura Huevos Angiostrongylus costaricencis Huevos Angiostrongylus cantonensis Huevos56
  • 65. Tabla 5.1 (continuación)Alimento Parásito Estado infectivo TrematodosVegetales Watsonius watsoni Metacercariacontaminados Gastrodiscoides hominis Metacercaria Fasciola hepática Metacercaria Fasciola gigantica Metacercaria Fasciola buski Metacercaria NematodosMoluscos, ostiones, Echinocephalus sp. Larvascaracoles, almejas Angiostrongylus cantonensis Larvas Angiostrongylus costaricencis Larvas TrematodosMoluscos, ostiones, Echinostoma sp. Metacercariacaracoles, almejas Himasthla muehlensi Metacercaria TrematodosCrustáceos Paragonimus westermani Metacercaria NematodosPeces Capillaria philippinensis Larvas Dioctophyme renale Larvas Gnathostoma spinigerum Larvas Pseudoterranova spp. Larvas Anisakis spp. Larvas Porrocaecum spp. Larvas Contracaecum spp. Larvas CestodesPeces Diphyllobothrium latum Plerocercoides Diplogonoporus grandis Plerocercoides Digramma brauni Plerocercoides Ligula intestinalis Plerocercoides Braunia jasseyensis Plerocercoides Spirometra crinacci Plerocercoides TrematodosPeces Echinostoma spp. Metacercaria Echinochasmus perfoliatus Metacercaria Opisthorchis felineus Metacercaria Clonorchis sinensis Metacercaria Heterophyes heterophyes Metacercaria Metagonimus yokagawai Metacercaria Metagonimus minutus Metacercaria Centrocestus armatus Metacercaria Diorchitrema pseudocirratum Metacercaria Diorchitrema formosenum Metacercaria Stellantchasmus amplicaelis Metacercaria Stellantchasmus falcatus Metacercaria 57
  • 66. Tabla 5.1 (continuación)Alimento Parásito Estado infectivo Isoparorchis hypselobagri Metacercaria Alaria americana MetacercariaPeces, camarones Haplorchis yokogawai Metacercaria Haplorchis taichui Metacercaria ProtozoosAves de corral Toxoplasma gondii Quistes tisulares NematodosAves de corral Gnathostoma spinigerum Larvas ProtozoosCerdo Toxoplasma gondii Quistes tisulares Nanophyetus salmincola Metacercaria Balantidium coli Quistes NematodosCerdo Trichinella spiralis Larvas CestodesCerdo Taenia solium Cisticercus Taenia spp. (Taiwan) Cisticercus ProtozoosCarne de res Toxoplasma gondii Quistes tisulares CestodesCarne de res Taenia saginata Cisticercus ProtozoosCarne de cabra,carne de carnero Toxoplasma gondii Quistes tisulares Los parásitos que se trasmiten a través de los alimentos que con mayorfrecuencia causan enfermedad en el hombre son: Cryptosporidium parvum,Cyclospora cayetanensis, Giardia lambia, Entamoeba histolytica,Toxoplasma gondii, Isospora belli, Helmintos: Nematodos como Ascarislumbricoides, Thrichuris trichiura, Trichinella spiralis, Anisakis spp.;Trematodos como: Fasciola hepatica; Cestodes: Diphyllobothrium latum,Taenia saginata y Taenia solium. Las manifestaciones clínicas de forma general pueden ir desde un portadorasintomático o sintomatología leve, hasta graves manifestaciones, esto dependedel número de parásito, patogenicidad y respuesta inmunitaria de la persona. Enla forma sintomática están involucrados todos los problemas digestivos, talescomo: mal aliento, apetito inestable, constipación, diarreas, gases, acidez, hastacuadros apendiculares o vesiculares, gastroenteritis, etc. Los parásitos provocan un bloqueo de la absorción de los alimentos al nivelde la mucosa intestinal, lo que ocasiona en muchos casos la delgadez en losparasitados, aunque no debe relacionarse siempre a la persona parasitada conuna persona delgada, el parasitado delgado se encuentra “descompensado”, perosi no lo está, puede tener cualquier peso e incluso ser un obeso. Con frecuenciase pueden manifestar estados de constipación que alternan con diarrea explosiva,58
  • 67. además de intolerancias discontinuas a algunos alimentos. Las manifestacionesclínicas generales son: cefalea, anorexia y dolor abdominal.FORMA DE TRASMISIÓN DE LOS PARÁSITOSEN LOS ALIMENTOS Las formas de trasmisión más frecuentes son: por el consumo de agua yalimentos contaminados, contacto animal-persona o persona-persona. En los alimentos se puede producir por la ingestión de los estados infectivosde los parásitos, que están atrapados en la musculatura, órganos u otras partesdel animal al consumir carnes crudas o poco cocinadas, ejemplo: trichinosis, cis-ticercosis o por la ingestión de los huevos o quistes de los parásitos con losvegetales y otros productos contaminados derivados de la tierra ejemplo:Ascaridiasis lumbricoide, Thrichuris trichiura, etc. En muchas ocasiones el parásito puede pasar al alimento por la inadecuadamanipulación de portadores asintomático que contaminan los alimentos por nocumplir escrupulosas normas higiénicas personales. La trasmisión depende del ciclo evolutivo de vida de cada parásito, un puntoen común es que necesitan el paso por un organismo animal, animales o personaspara completar el ciclo. En el caso de la contaminación de productos vegetalesocurre a gran escala en los países en los que las condiciones higiénicas de depu-ración de las aguas residuales son deficientes y se utilizan en la irrigación decultivos hortícolas y frutícolas. Los alimentos implicados con más frecuencia en la trasmisión de parásitosson: las frutas y verduras contaminadas, muchos han sido los vegetales contami-nados entre los que habría que destacar las lechugas, tomates, pepinos, frambue-sas o zumos de fruta sin pasteurizar, otros alimentos implicados son pescado ycarnes crudas o mal cocinadas, cualquier alimento que no ha recibido tratamien-to y en el que se encuentren formas infectivas del parásito.EPIDEMIOLOGÍA Las infecciones parasitarias son frecuentes en las zonas rurales de África,Asia y Sudamérica, pero son poco frecuentes en los países desarrollados por suselevados estándares higiénicos. Los parásitos casi nunca producen una infecciónmortal, sino infecciones crónicas, en muchos casos asintomáticas, lo que contri-buye a su trasmisión hacia otras personas o animales.DIAGNÓSTICO A diferencia de las bacterias trasmitidas por alimentos, los parásitos no semultiplican en estos y su presencia debe ser detectada por métodos directos, yaque todos no crecen in vitro y es difícil su crecimiento en los medios de cultivo,basta con utilizar técnicas de concentración y tinción apropiadas. La OPS recomienda para la determinación de parásito en agua y alimentosuna concentración primaria seguida de la observación directa al microscopio, 59
  • 68. métodos de concentrado, técnicas de inmunofluorescencia, micro ELISA y reac-ción en cadena de la polimerasa (PCR). Entamoeba histolytica. Es un parásito cosmopolita pero más frecuente enel trópico y subtrópico, sumamente sensibles a los cambios de temperatura, ca-paces de colonizar el intestino grueso de una buena parte de la población mun-dial. El ciclo de vida es relativamente sencillo. La infección se inicia con la ingestión de quistes provenientes de agua oalimentos contaminados con materia fecal. Los quistes son capaces de resistir elpH gástrico; en el intestino delgado ocurre la llamada exquistación, que consisteen la división del quiste para dar origen al estado metaquístico transitorio, ladivisión citoplásmica continúa y emergen 8 trofozoitos forma adulta. Los trofozoitosse dirigen al intestino grueso para colonizarlo, ahí se alimentan de bacterias yrestos celulares. Por último, los trofozoitos pueden enquistarse completando elciclo al ser excretados con las heces fecales. Pueden excretarse 45 millones dequistes por días, el período de incubación es de 2 a 4 semanas. El reservorio es el hombre pero también perros y otros animales. La trasmi-sión directa se produce a través del contacto con heces infectadas. Los brotesde amebiasis se producen con mayor frecuencia en instituciones (hogares deancianos, círculos infantiles, hospitales psiquiátricos, etc.). La trasmisiónindirecta de los quistes es más frecuente en las zonas con malas condicionessanitarias, como los campos de trabajo no permanentes. Las frutas y verduraspueden contaminarse cuando crecen en tierra fertilizada con excretas humanas,se lavan con agua contaminada o las prepara alguien que esté infectado y nocumple con las normas de higiene adecuadas; cualquier alimento que no ha reci-bido tratamiento puede trasmitir el parásito. Los quistes son muy resistentes y pueden diseminarse tanto de forma direc-ta de persona a persona, como indirectamente a través de los alimentos o elagua. Son viables por varios días, hasta 30 días a temperatura ambiente, puedensobrevivir varias semanas en tierra húmeda, son viables en las manos durante5 min y 45 min en las uñas, en alimentos acuosos pueden mantenerse viables por15 días a 4 °C, sin embargo en alimentos congelados más de 24 h no constituyenpeligro, mueren después de 24 h a temperaturas de -10 a -15 °C. Resisten lacloración normal, se destruyen por uso de yodo, hipercloración o filtrado. En algunos casos los síntomas son tan leves que casi pasan inadvertidos,consisten en diarrea, estreñimientos intermitentes y una mayor cantidad de gas(flatulencia). El abdomen puede ser doloroso al tacto y es posible que las hecescontengan moco y sangre. Puede haber poca fiebre. En ocasiones, los trofozoitos dan lugar a una perforación intestinal. La libe-ración del contenido intestinal dentro de la cavidad abdominal causa un grandolor en la zona, además de infección (peritonitis), la cual requiere atención qui-rúrgica inmediata. En el hígado puede formarse un absceso lleno de trofozoitos. Los síntomasconsisten en dolor o malestar en la zona que se encuentra por encima del hígado,60
  • 69. fiebre intermitente, sudores, escalofríos, náuseas, vómitos, debilidad, pérdida depeso y ocasionalmente ictericia leve. Giardia lamblia. La giardiasis ocurre en todo el mundo y es especialmentefrecuente entre los niños y en sitios donde las condiciones sanitarias son defi-cientes. Esta especie es la única de interés dentro del género para el ser humano.En algunos países desarrollados, la giardiasis es una de las infecciones parasita-rias más frecuentes. Giardia lamblia se encuentra principalmente en el intesti-no delgado de sus hospederos. El hospedero infectado elimina el quiste con las heces fecales y es trasmi-tido a otro hospedero directamente o a través de vehículos como agua y alimen-tos. Diez quistes son suficientes como dosis infectante. El desenquistamientoinicial ocurre debido a la acidez del contenido gástrico, y culmina con la libera-ción de 1 ó 2 trofozoitos. La infección se propaga en duodeno y el resto delintestino delgado. Sus mecanismos no están bien comprendidos, pero aparente-mente se trata de un proceso multifactorial. El enquistamiento se produce cuan-do el contenido intestinal comienza a deshidratarse, al abandonar el yeyuno; unavez fuera del hospedero, no tiene lugar ningún desarrollo, es totalmente infectantesen el momento que son liberados. El período de incubación es de 7 a 13 días, ladosis de infección puede ser alcanzada por la ingestión de 10 quistes o menos,incluso un quiste, a diferencia de la mayoría de las enfermedades bacterianas enlas que es necesario el consumo de centenares o miles de microorganismos paraque se presente la enfermedad. Se ha determinado que una persona con giardiasispuede excretar hasta 9 x 10 8 quistes por día, debido a lo anteriormente expuesto,es importante tener en cuenta la existencia de portadores asintomáticos; existenestudios donde se ha encontrado una prevalencia de 25,47 % para Giardia lambliaen personas aparentemente sanas o infectados asintomáticos. Giardia lamblia puede infectar además a otros animales, los que actúancomo reservorio de la infección. La existencia de estos reservorios animalesexplica la presencia de la infección en áreas ubicadas lejos de la actividad delhombre, o provocada por medio del agua no contaminada con heces humanas.Los animales a los que se responsabiliza con mayor frecuencia de infecciónhumana son los gatos y perros. Los alimentos crudos como las hortalizas son con frecuencia fuente decontaminantes, la contaminación cruzada es uno de los factores más importantesen la cadena de transmisión. Los quistes son resistentes a la cloración habitualdel agua y conservan su viabilidad en agua a 8 ºC por más de 2 meses, a 21 ºChasta un mes y a 37 ºC cerca de 4 días. La congelación y descongelación dismi-nuye el número de quistes viables pero no los inactiva totalmente, la ebullición delagua lo inactiva por completo, así como la luz ultravioleta y el ozono. Los síntomas suelen ser leves, incluyen náuseas intermitentes, mayor canti-dad de gas (flatulencia), molestias abdominales, heces voluminosas y con mal olor. La adhesión mediante el disco suctorio, al nivel de su flanco ventrolateral, yel movimiento flagelar producen daño variable y atrofia al nivel de lasmicrovellosidades, con efecto citopático y que actúan sobre el estado inmune y 61
  • 70. nutricional del hospedero (la inmunodepresión predispone hacia la cronicidad dela infección). Si la infección es intensa, es posible que el enfermo no consigaabsorber los nutrientes más importantes de los alimentos y como resultado pierdemucho peso, esto se traduce por la atrofia de las microvellosidades intestinales,lo que lleva consigo una pérdida o disminución de la actividad de las disacaridasas,lectinas y proteasas, lactasa, maltasa, sacarosa, etc., una disminución de laabsorción de vitamina B12, alteración en el transporte de glucosa-sodio y en laabsorción de D-xilosa. Uno de los factores más importantes dependientes del hospedero es lainmunodeficiencia humoral, como la hipogammaglobulinemia (congénita, comúnvariable, ligada al cromosoma X), o el déficit selectivo de IgA que afecta al 10 %de la población. Toxoplasma gondii. La toxoplasmosis es una infección causada porToxoplasma gondii. El parásito se presenta bajo 3 formas diferentes: trofozoito,quistes tisulares y ooquistes. La reproducción sexual del parásito tiene lugar soloen las células que revisten el intestino de los gatos. Los huevos (oocistos) seencuentran en las heces de los gatos. Las personas se infectan comiendo ali-mentos crudos o mal cocidos que contengan (oocistos) del parásito, o bien trasexponerse en terrenos que contengan oocistos de heces de gatos. Si una mujerembarazada se infecta, la infección puede ser trasmitida a su feto a través de laplacenta. Los humanos pueden infestarse de varias maneras: ingestión de carne in-festada mal cocinada o curada que contiene oocistos de toxoplasma; por manoso alimentos contaminados por heces de gato, y trasplante de órganos o transfu-sión sanguínea. La toxoplasmosis presenta un período de incubación de 7 a 13 días. Las deyecciones del gato sobre las verduras y pastos constituyen una im-portante fuente de enfermedad para los seres humanos con hábitos vegetarianosy para los animales herbívoros. La manipulación de carne cruda posibilita laintroducción del parásito en el organismo por las heridas en las manos. El consu-mo de huevos y leche cruda contaminada puede producir la enfermedad, pero lacocción y pasteurización, respectivamente, eliminan todo riesgo. Los oocistos pueden sobrevivir en el medio ambiente durante varios meses,son muy estables a la desecación. La humedad de 18 a 22 % permite que semantenga infectante durante 14 a 18 días, sobreviven en agua a 20-22 ºC más deun año, conservan su vitalidad y patogenicidad hasta 3 semanas en carnes a másde 4 °C y 3 días a -15 °C y son sumamente resistentes a los desinfectantescomunes, al congelamiento y la deshidratación, pero son destruidos por el calor a70 ºC (158 °F) durante 10 min. En la clara del huevo de la gallina, conservada a4 °C dura hasta 2 semanas; en embutidos crudos curados secos con nitritossobrevive 3 días. El ganado infectado alberga quistes infecciosos, al menos, 267días después de la infección. La contaminación cruzada en la carnicería hacia las carnes de otras espe-cies es probable, por ejemplo a través del molino cuando no se realiza la desin-fección adecuada.62
  • 71. La localización de los quistes no es la misma para cada animal. En bovino elmayor número se encuentra en el hígado, en menor cantidad en los músculos,intestinos y cerebro; en el cerdo en el cerebro, corazón y menos en las vísceras;en la cabra en los músculos esqueléticos y menos en vísceras y cerebro. Lacarne de res y cordero suelen estar menos contaminadas que otros tipos decarne pero también pueden encontrarse quistes. Los niños nacidos con toxoplasmosis congénita pueden presentar síntomasgraves y rápidamente mortales, o bien no presentar ningún síntoma en absoluto.Los síntomas incluyen inflamación de los ojos (que deriva en ceguera), ictericiagrave, facilidad para formar hematomas, convulsiones y retraso mental impor-tante. Poco después del nacimiento pueden aparecer síntomas muy leves, perofrecuentemente suelen hacerlo meses o varios años más tarde. La toxoplasmosis adquirida después del nacimiento rara vez produce sínto-mas y por lo general se diagnostica cuando un análisis de sangre revela la pre-sencia de anticuerpos contra el parásito; sin embargo, en ocasiones aparecensíntomas, estos varían según el tipo de toxoplasmosis que presente el afectado(linfática leve, crónica o aguda diseminada). En los enfermos afectados de SIDA,la toxoplasmosis se puede diagnosticar hasta en el 40 % y la tercera parte pade-ce de toxoplasmosis cerebral. Isospora belli. Es un protozoario coccidio taxonómicamente relacionadocon los géneros Cryptosporidium parvum y Cyclospora cayetanensis. Después de la ingestión del oocisto desciende en el tracto gastrointestinal ylibera el esporozoito que invade las células epiteliales del intestino delgado. Den-tro de las células se produce la multiplicación asexual y el desarrollo sexual, queorigina los oocistos maduros, los cuales se liberarán con las deposiciones y pue-den ser infectantes en el momento de su eliminación o desarrollar infectividad enunos pocos días, permaneciendo así en el medio ambiente por semanas o meses.Los ooquistes esporulados pueden ser ingeridos por hospederos inespecíficos(ratón, bovino, etc.). En los hospederos finales vuelve a tener lugar el ciclo com-pleto de los coccidios con esquizogonia, gametogonia y formación de ooquistes. Los ooquistes de Isospora sp son extremadamente resistentes al medioambiente y se mantienen viables durante más de un año, dependiendo de la tem-peratura y humedad, pueden permanecer viables durante 7 meses en solución deformaldehído al 0,5 %, es difícil su diagnóstico por la corta duración de los sínto-mas. Es importante considerar el número de ooquistes que elimina la personainfectada, los que pueden llegar a ser muy escasos. La infección por I. belli esmás frecuente en los meses de verano. Afecta a adultos y niños de forma transitoria, pero puede llegar a formascrónicas en pacientes inmunocomprometidos, en los que la diarrea es grave. Hasido también implicado como agente causal en la diarrea del viajero. Cyclospora cayetanensis. El ciclo de vida es semejante al de los demáscoccidios, excepto que el oocisto al ser liberado con las heces contiene un esporonteesférico que no es infectante, inmediatamente al ser expulsado, por lo que no se 63
  • 72. produce la trasmisión directa fecal-oral, lo cual diferencia a C. cayetanensis deotro coccídeo parásito importante como Cryptosporidium parvum. Laesporulación ocurre a temperaturas entre 26 y 30 °C (78,8 a 86 °F) después dedías o semanas, se produce la división del esporonte en 2 esporocistos, dondecada uno contiene 2 esporozoítos alargados. Las frutas, verduras y el agua sir-ven como vehículo para la trasmisión de oocistos esporulados. Cyclospora cayetanensis causa frecuentemente enfermedadesgastrointestinales en humanos. Los parásitos que pertenecen al grupo Cyclosporaparasitan varias especies de animales, sin embargo C. cayetanensis infecta soloal hombre. Causa diarrea acuosa frecuente y a veces explosivaasí como movi-mientos intestinales. Otros síntomas incluyen la pérdida del apetito, pérdida signi-ficativa de peso, hinchazón, aumento de gases, cólicos estomacales, náusea, vómito,dolor muscular, fiebre reducida y fatiga. Algunas personas infestadas no presen-tan síntomas. El período de incubación es aproximadamente de 7 días y los sínto-mas persisten durante algunos días, un mes o más, estos pueden desaparecer yreaparecer una o más veces (recurrencia). Cryptosporidium parvum. Se desarrolla y multiplica en el intestino delga-do fuera del enterocito, dentro o sobre las microvellosidades intestinales. Losmacrogametocitos fertilizados se desarrollan para formar ooquistes, y cuandoson eliminados con las heces son infectantes, contaminan el agua y los alimentos,y cuando son ingeridos por el hospedero se produce el desenquistamiento en elduodeno. La dosis de infección es menor que 10 organismos y posiblemente unsolo ooquiste puede iniciar la infección. C. parvum puede estar presentes, teóricamente, en cualquier alimento queha sido tocado por un manipulador contaminado. Las verduras para ensaladas,fertilizadas con estiércol, son otra fuente posible de infección para el hombre.Los grandes brotes se han asociado con el suministro de agua contaminada. La infectividad del microorganismo se pierde por calentamiento a más de65 ºC durante 30 min o exposición en buffer salino por 100 días; la congelaciónde -15 a -20 ºC por 14 días y a -27 ºC por 5 días inactiva los ooquistes. Lacloración a niveles normales no lo inactiva, se debe utilizar cloración recomenda-da para el lavado de los vegetales, el ozono se utiliza para la inactivación en agua. El mecanismo de la enfermedad no es conocido, no obstante, la destruccióndel borde “en cepillo” en las células epiteliales de la mucosa intestinal se conside-ra el principal mecanismo de daño. Los estados intracelulares del parásito pue-den causar alteraciones severas como mala absorción de nutrientes, que estaríadada por la alteración de las vellosidades. De manera secundaria esta mala ab-sorción implica un sobrecrecimiento bacteriano que agravaría esta condición. Ladiarrea tipo secretoria descrita en pacientes inmunocomprometidos sugiere lapresencia de una toxina que no ha podido ser caracterizada. La cryptosporidiosis intestinal es autolimitada en la mayoría de los indivi-duos saludables, produce diarrea acuosa de 2 a 4 días. En algunos brotes ladiarrea persiste de 1 a 4 semanas; en individuos inmunodeprimidos, principalmente64
  • 73. los pacientes con SIDA, la diarrea es severa, puede llevarlos a la muerte y sereporta hasta 50 % de mortalidad. La invasión del sistema pulmonar tambiénpuede ser fatal en este grupo de personas. Trichuris trichura. Se encuentra principalmente en el trópico y subtrópico,donde la falta de medidas sanitarias, el clima cálido y húmedo brindan las condi-ciones necesarias para que los huevos sean incubados. El hombre se contamina al ingerir el huevo embrionado en su primer esta-dio; cuando pasa al duodeno la larva es liberada, ocurre un período de crecimien-to de 2 a 10 días y luego migra al intestino delgado alcanzando su estado deadultez en 3 meses, puede sobrevivir de 7 a 10 años. El parásito adulto macho mide de 30 a 45 mm de longitud y la hembra de 35a 50 mm; la hembra fertilizada produce huevos en forma de barril, los cualespueden ser excretados de 5 000 a 7 000 por día y al ser depositados en unambiente apropiado de humedad y sombra, desarrollan su estado infectivo en 3semanas y se mantienen viables por 2 semanas más. Los huevos se encuentran en fertilizantes orgánicos tratados de forma de-ficiente y en tierras donde las larvas se desarrollan a partir de los huevos fertili-zados, pueden contaminar vegetales que crecen en tierras fertilizadas con estiércolque no recibió un tratamiento letal para el parásito; los humanos se infestancuando estos productos se consumen crudos. Los manipuladores de alimentosinfestados pueden contaminar el alimento, afectan particularmente a los consu-midores de vegetales crudos y frutas. Los síntomas varían desde un ligero malestar en el tracto digestivo hasta lapérdida de peso con deshidratación cutánea y diarrea. Se pueden presentar sín-tomas tóxicos o alérgicos. Solo una gran infección provoca síntomas como dolorabdominal y diarrea. Cuando la parasitosis es muy intensa produce hemorragiasintestinales, anemia, pérdida de peso y apendicitis. En ocasiones, puede sucederprolapso rectal, especialmente en los niños o las mujeres durante el trabajo departo. Ascaris lumbricoides. La infección se produce en todo el mundo, pero esmás frecuente en zonas cálidas con deficientes condiciones sanitarias. El ciclo vital del parásito se parece al de Trichuris trichura, excepto deque las larvas migran hacia los pulmones. La enfermedad se adquiere por la ingestión de huevos infectados en susegundo estadio larvario, ya en el duodeno atraviesan la pared intestinal y pasanal sistema circulatorio, migra al pulmón y la larva comienza su cuarto estadioluego de 10 días después de la infección; en este estadio pasa del sistema respi-ratorio hasta la faringe, donde es deglutido y del estómago pasa al intestino del-gado donde comienza su estado adulto de 25 a 30 días después de la infección.La hembra fertilizada expulsa 200 000 huevos por día, en 17 meses de vidaproduce 26 millones de huevos. Después que se expulsan los huevos con las heces, se necesitan condicio-nes de humedad y sombra para desarrollar su forma infectiva durante 10 a 15 días.El ciclo vital se completa aproximadamente en 2 meses y los parásitos adultos 65
  • 74. pueden vivir de 6 a 12 meses; las condiciones adversas para el desarrollo delparásito están dadas por la desecación y exposición directa al sol. La migración de las larvas a través de los pulmones puede provocar fiebre,tos y respiración jadeante (neumonía vermiana), un síndrome de Löffler típico.La infección intestinal grave puede causar dolor abdominal y en ocasiones obs-trucción intestinal. La deficiente absorción de nutrientes puede estar causadapor gran concentración de parásitos a veces obstruyen el apéndice, el tractobiliar o el conducto pancreático. Fasciola hepatica. La enfermedad producida por Fasciola es un problemasanitario de primer orden. Se calcula que actualmente hay unos 40 millones depersonas afectadas en el sureste asiático y más de 300 000 personas en África.Como consecuencia, supone un problema importante para la población de estospaíses, pero también para los turistas europeos que se pueden contaminar por elconsumo de vegetales o frutas crudos o mal manipulados. En Latinoamérica lamayoría de los casos humanos descritos provienen de Chile, Cuba, Bolivia, Perúy Argentina. Es un parásito de animales herbívoros que puede infestar accidentalmentea los humanos. El parásito adulto mide de 3 a 13 mm, habita en los conductos biliares delhuésped mamífero. Para desarrollar el ciclo de vida los huevos sin madurar sonliberados a través de las heces, por lo que es necesario que se depositen en aguade ríos o lagunas; después del desarrollo en el agua cada huevo libera un miracicio,que invade el caracol de los géneros Lymnaea, Stagnicola y Fosssaria, el cual esun huésped intermediario. En el caracol, el parásito pasa por varios estados(esporocisto, redia y cercaria). Las cercarias se liberan y enquistan comometacercaria en la vegetación acuática y otras superficies, al ser ingerida lametacercaria pasa al parénquima hepático hasta los conductos biliares, donde sedesarrolla el parásito adulto; la maduración de la metacercaria toma entre 3 y 4meses aproximadamente; el parásito adulto produce 25 000 huevos por día. Las medidas de control de la trasmisión al hombre son la observación y elcuidado de no ingerir agua posiblemente contaminada, el tratamiento de los ani-males parasitados, el control del huésped intermediario y la inspección de carnes,principalmente del hígado. Los alimentos fundamentales son los hígados deriva-dos de bóvidos y ovinos infestados que no han sido bien cocinados y las verdurasa las cuales se han adherido las metacercarias, en nuestro medio la trasmisiónfundamentalmente es mediante consumo del berro contaminado. El período de invasión comienza desde la ingestión de la metacercaria hastala llegada de la larva a los conductos biliares, de 1 a 4 semanas después de laingestión y se caracteriza por: fiebre moderada y prolongada, dolor en epigastrioe hipocondrio derecho, inapetencia, manifestaciones alérgicas (urticaria, crisisasmatiforme, etc.), infiltrados pulmonares fugaces, leucocitosis con eosinofiliaimportante (más de 50 %), al examen físico, hepatomegalia dolorosa. El períodode estado ocurre de 2 a 3 meses después de la ingestión de la metacercaria y se66
  • 75. manifiesta con cólicos biliares, íctero de tipo obstructivo, epigastralgia, vómitos yaccesos de angiocolitis. Taenia saginata. La infección es particularmente frecuente en África,Oriente Medio, Europa Oriental, México y América del Sur. El parásito adulto acintado habita el tracto intestinal humano, puede llegar amedir entre 5 y 10 m de largo. Las secciones del gusano que contienen loshuevos (proglótides) son liberadas por el recto, y los huevos son infectantes des-de el momento que se excretan; la ingestión de vegetales contaminados por loshuevos infesta al huésped intermediario herbívoro: bovinos y otros. Los huevoseclosionan en el ganado vacuno y liberan las oncosferas embrionarias que inva-den la pared intestinal y son transportadas por el torrente sanguíneo hasta losmúsculos estriados, al los 2 meses se transforman en cisticercos, quistes peque-ños que contienen un único escólex invaginado, estos pueden sobrevivir durantemuchos años en el animal. Los humanos se infectan al comer carne de vacacruda o poco cocinada que contiene quistes. Los cisticercos se adhieren a lamucosa intestinal y maduran en unos 2 meses. Los parásitos adultos (solo suelenexistir 1 ó 2) pueden vivir más de 30 años. Los humanos son los únicos huéspedes definitivos de Taenia saginata. Elparásito adulto reside en el intestino delgado donde se fija por medio de unaestructura llamada escólex (cada gusano tiene de 1 000 a 2 000 proglótides) quese fecundan, se separan del gusano y migran por el ano o salen con el excremen-to (aproximadamente 6 por día). Cada proglótide fecundada contiene de 80 000a 100 000 huevos que se liberan después que esta estructura sale del cuerpo y seeliminan con el excremento; los huevos pueden sobrevivir por meses y hastaaños en el medio ambiente. Desde el momento de la infestación hasta la elimina-ción de los huevos maduros, transcurren de 2 a 3 meses. Los huevos son sensibles a temperaturas superiores a 38 ºC y no sobrevi-ven a la desecación pero pueden mantenerse infectivos en partículas húmedasdurante 60 a 70 días a 20 ºC. La cocción durante 10 min de 55 a 70 ºC ó 1 min de85 a 100 ºC elimina la posibilidad de infección. La congelación a temperaturasmenores que -10 °C durante 10 a 15 días o su inmersión en soluciones concen-tradas de sal, por un tiempo de hasta 3 semanas, inactivará los parásitos. Taenia saginata apenas produce síntomas abdominales. El hecho más sor-prendente consiste en el pasaje (activo o pasivo) de los proglótides. Este hechopuede ocasionar de vez en cuando apendicitis o colangitis. Las manifestacionesgenerales son insomnio, anorexia, pérdida de peso, dolores abdominales, trastor-nos digestivos y molestias en la región anal. Taenia solium. Las infecciones provocadas por el gusano del cerdo sonfrecuentes en Asia, la antigua Unión Soviética, Europa Oriental y América Lati-na. Esta infección es muy poco frecuente en los países desarrollados, exceptoentre los inmigrantes y turistas provenientes de zonas de alto riesgo. El parásito adulto mide de 2,5 a 3,5 m de largo, está formado por una cabezaarmada con varios ganchos diminutos y un cuerpo compuesto por 1 000 anillosque contienen (proglótides). Su ciclo de vida es similar al de Taenia saginata, 67
  • 76. excepto que los cerdos, a diferencia del ganado vacuno, actúan como huéspedesintermediarios. La incubación varía de 2 meses hasta 30 años. Los parásitos adultos presentan menos de 1 000 proglótides que son menosactivos que en Taenia saginata cada uno con 50 000 huevos; la longevidad essuperior a 25 años. No se desarrollan exclusivamente en humanos sino tambiénen animales (monos, marmotas, etc.). EL cisticerco no se desarrolla tan solo enmúsculos estriados, también en el cerebro y demás tejidos de cerdos y otrosanimales. Los seres humanos pueden desarrollar la teniasis al ingerir carne decerdo mal cocinada que contiene el cisticerco. Taenia solium permanece de 10a 25 años en la persona parasitada. Las medidas de control para ambas teniasis incluyen el saneamiento básicoy la cocción adecuada de la carne. Los cisticercos en los músculos sontermosensibles y pierden su viabilidad por cocción a 76,7 ºC durante 30 min ocongelación 4 días a -5 ºC ó 12 h a -20 ºC. La infección provocada por el gusano adulto no suele causar ningún sínto-ma. Las grandes infecciones producidas por quistes pueden causar dolor muscu-lar, debilidad y fiebre. La teniasis por Taenia solium es menos sintomática que la de T. saginata.El hecho más importante consiste en el riesgo del desarrollo de la cisticercosisque puede provocar la muerte, por lo general cuando los cisticercos se desarro-llan en el sistema nervioso central (neurocisticercosis). La cisticercosis humana es una auténtica zoonosis parasitaria, producidacuando el humano alberga la larva de Taenia solium o T. saginata, este secomporta como huésped intermediario, aunque el ciclo biológico del parásito seinterrumpe. La forma de adquirir la infección es mediante la ingestión del huevo de T.solium por medio de agua o verduras contaminadas. Otro mecanismo es laautoinfección: en un individuo parasitazo, los huevos quedan adheridos a la re-gión perianal y con el rascado, el paciente contamina con ellos sus uñas pudiendoasí llevarlos a la boca. Las manos de un portador del parásito con malos hábitoshigiénicos pueden contagiar por pasaje de proglótides al estómago o porperistaltismo inverso. Al ingerirse los huevos, sus envolturas se deshacen en el intestino delgado yel embrión atraviesa la pared intestinal, invade el torrente sanguíneo y se localizaen alguna parte del organismo, teniendo particular afinidad por el sistema nervio-so central. La cisticercosis cerebral se presenta como convulsiones, hipertensión cere-bral o pseudotumores y problemas psíquicos. Además de estas, existen las cisti-cercosis oftálmica y diseminada. Los síntomas dependen de la localización, tamaño,número, estado evolutivo y de la reacción del huésped a la fijación del cisticerco. La prevención de neurocercosis radica en abatir la infestación del parásitoadulto (fuente de huevecillos para los animales y personas), detección tempranay tratamiento de la teniasis, prácticas de higiene personal y eliminación sanitariade excretas humanas.68
  • 77. Trichinella spiralis. Está presente en la mayor parte del mundo, pero esmuy rara o no existe en regiones en las que los cerdos son alimentados converduras, como en Francia y otros países. No es un parásito común en nuestropaís. La infección se produce al ingerir cerdo o sus derivados (crudos, mal coci-do) o carne de oso o jabalí. Cualquiera de estos animales puede contener quistesde dichas larvas (triquina). Cuando la cápsula del quiste es digerida en el estóma-go o el duodeno, libera larvas que atraviesan la pared del intestino delgado. En eltranscurso de 2 días, dichas larvas maduran y se aparean. Los gusanos machosya no participan en la producción de la infección. Las hembras permanecenanidadas dentro de la pared intestinal y al séptimo día comienzan a descargarlarvas vivas. Cada hembra puede generar más de 1 000 larvas. La producción es conti-nua durante 4 a 6 semanas, después de las cuales la hembra muere y es digerida.Las diminutas larvas son transportadas por todo el organismo a través de losvasos linfáticos y el flujo sanguíneo, solo sobreviven las que consiguen alcanzarlos músculos del esqueleto, penetran en estos y causan inflamación; al final deltercer mes se enquistan. La triquinosis se evita cocinando por entero la carne de cerdo, sus produc-tos derivados y también otras carnes, la cocción de la carne debe ser a 77 °C.Alternativamente, las larvas pueden ser eliminadas al congelar la carne a -15 °Cdurante 3 semanas, a -23 °C durante 10 días ó -29 °C por 6 días; las piezas nodeben sobrepasar 15 cm de grosor. La congelación durante 30 días destruye lavariedad doméstica que se encuentra en la carne del cerdo, pero la variedadsalvaje puede sobrevivir al congelamiento superior a 6 meses. Los procedimien-tos de ahumado o salado no matan las larvas. La triquinosis presenta un primer período intestinal con diarreas, cólicos,vómitos y fiebre elevada; un segundo período diseminativo con manifestacionestóxicas: fiebre, anemia, dolores musculares y articulares y edemas en los párpa-dos; por último un tercer período de localización, en el cual el enfermo puedellegar a la desnutrición y a la muerte. Algunos músculos como los de la lengua, los del ojo y los músculos localiza-dos entre las costillas son particularmente propensos a infectarse. Los síntomas fundamentales lo constituyen miositis, mialgia, edemaperiorbitario, fiebre y eosinofilia; la ingestión de bajo número de larvas pasa inad-vertida, con 500 larvas o más la sintomatología va de moderada a severa, encasos extremos puede ocasionar la muerte. Anisakis simple. Es un nematodo, parásito que infecta a mamíferos mari-nos (ballenas, delfines, focas, etc.) y a grandes peces, en los cuales se desarrollahasta alcanzar su forma adulta. A través de las heces de estos animales se libe-ran al mar los huevos del parásito, que son ingeridos por pequeños crustáceos yque sirven a su vez de alimento de otros peces y cefalópodos, como la sepia o elcalamar, en los que las larvas maduran. 69
  • 78. El ciclo biológico se cierra cuando estos peces y cefalópodos son ingeridospor los mamíferos y grandes peces, que son los huéspedes definitivos. Anisakissimple se aloja habitualmente en el tubo digestivo de los peces vivos y una vezque estos mueren, las larvas migran hacia las vísceras y la musculatura, llegandoincluso a traspasar la piel del pescado. El hombre es un huésped accidental quepuede adquirir las larvas si consume pescado parasitado crudo o poco cocinado. Los primeros casos de parasitismo se describieron en Japón y Holanda,países que presentan elevado consumo de pescado crudo y luego han ido apare-ciendo casos en otros países como España, Francia, Estados Unidos, etc., posi-blemente debido a la introducción de nuevas preparaciones culinarias al ponersede moda las barras de sushi y sashimi. La población más susceptible son losconsumidores de frutos de mar crudos o subprocesados. En este caso la enfer-medad se adquiere por el consumo de larvas vivas durante la ingestión de pesca-do crudo, ahumado, salado, en vinagre, marinado o poco cocinado, en el microondaso a la plancha. Las larvas del pescado mueren con la cocción a una temperatura de 60 ºCpor lo menos durante 10 min. Asimismo, las larvas se destruyen mediante lacongelación, para ello es preciso congelar el pescado durante más de 24 h a unatemperatura de -20 ºC. El pescado congelado o ultracongelado en alta mar, queha sido eviscerado rápidamente, tiene pocas posibilidades de estar parasitado, laslarvas se eliminan con la evisceración inmediata pero si demora, las larvas pasana la musculatura. En Holanda se utiliza la salmuera, el escabechado con pH 4,0y concentraciones de NaCl 6,5 % durante 30 días. Las larvas afectan sobre todo al tracto gastrointestinal y sobreviven a lasdiferentes secreciones digestivas. Pueden enclavarse y producir inflamación, oen los casos más graves, llegar a perforar el estómago e intestino, o migrar aotros tejidos y órganos. La forma gástrica evoluciona con dolor abdominal, acompañado o no denáuseas, vómitos y diarreas, que puede semejarse a las manifestaciones de otrasenfermedades como apendicitis, ileítis, úlcera gástrica, obstrucción intestinal eincluso tumores abdominales. Se han encontrado también casos de afectaciónarticular y de otros órganos (pulmón, hígado, páncreas y bazo). La gran mayoríade los pacientes refiere haber ingerido pescado entre las 48-72 h anteriores. Lastécnicas endoscópicas (gastroendoscopia o colonoscopia) permiten ver las lar-vas y a su vez extraerlas, si bien en casos de mayor gravedad puede ser necesa-ria la cirugía. Diphyllobothrium latum. La infección causada por este parásito es fre-cuente en Europa (particularmente en Escandinavia), Japón, África, Sudamérica,Canadá y los Estados Unidos. La infección suele producirse al comer pescadode agua dulce crudo o poco cocido. El parásito adulto está formado por varios anillos (proglótides) que contie-nen huevos y mide de 5 a 10 m de largo. De cada proglótide se liberan huevosdentro del intestino, que luego son expulsados por las heces. El huevo madura en70
  • 79. el agua dulce y libera al embrión, que se convierte en alimento de pequeñoscrustáceos; a su vez los crustáceos son el alimento de los peces. Las personas seinfectan cuando comen pescado de agua dulce crudo o poco elaborado. Loshuevos del gusano aparecen en las heces. Para prevenir la infección es suficien-te cocinar completamente el pescado de agua dulce, o bien congelarlo a -10 ºCdurante 48 h. La infección no suele provocar síntomas, a pesar de que algunas personaspueden experimentar un ligero malestar intestinal. En casos raros el gusano pro-voca anemia, ya que consume vitamina B12.BIBLIOGRAFÍAAcha, N.P. Szyfres, B. (1989). Zoonosis y enfermedades transmisibles comunes al hombre y los animales. 2th ed. Pp.585-88, 611-13Benenson, AS. (1992). Control de las enfermedades trasmisibles en el hombre. 15ta ed. Washing- ton: OPS.Calidad microbiológica en productos hortícolas, Centro de Estudios y Control de Contaminantes (CESCCO), disponible en: http://www.cescco.gob.hn/informes/ Calidad%20microbiologica%20de%20productos%20horticolas.pdf.David, O. Freedman, J.K. (1993). Lumen-Dwelling helminth en: Howard B.J. Clinical and pathogenic Microbiology. 2nd ed. St Louis. Mosby: 663-692.Elliot RP, Clark SD, Lewis KH, Lundbec KH, Olson JC, Simonsen B. (2000). Parásito y virus trasmitidos por alimento. En: Microorganismos de los alimentos I, su significado y métodos de enumeración. 2da ed. Edtorial ACRIBIA, SA. Zaragoza, España. 55-67Feldman, R. Del Valle, M. Gariboglio, M. (1992). Detección de quistes de Giardia lamblia en agua. Serie Investigaciones Aplicada. Colección Hidrología No. 5. Consejo Federal de Inversio- nes. Buenos Aires, Argentina. p 11-6.Fernández EE. (2000) Parásitos. En: Microbiología e inocuidad de los alimentos. Universidad Autónoma de Querétaro, México. P. 413-428.Mehlhorn H, Piekarski G. (1993). Fundamentos de Parasitología. Parásitos del Hombre y de los Animales Domésticos. 3ra ed. Zaragoza (España). Editorial Acribia S.A. p 4-23, 57-75.Mejorando la seguridad y calidad de frutas y hortalizas frescas: Manual de formación para instructores, University of Maryland, Symons Hall, College Park, MD 20742 Disponible en: http://www.jifsan.umd.edu/PDFs/GAPS_Espanol/espanol.pdfRobertson L.J.; Gjerde B.L. Ocurrencia de parásitos en las frutas y vegetales en Noruega Diario de la protección del alimento: Vol. 64, No. 11, p. 1793-1798.Servicio de calidad de los alimentos y normas alimentarias. Dirección de alimento y nutrición. Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación. Disponible en:http:/ /www.fao.org/es/esh.Torres MRV, Castillo AA. Cryptosporidium parvus. En: Agentes patógenos trasmitidos por alimento. Universidad de Guadalajara, México 2002 205-233————— (2002). Cyclospora cayetanensis. En: Agentes patógenos trasmitidos por alimento. Universidad de Guadalajara, México. 205-233.Varela, T.; Violeta I. Presencia de enteroparásitos en lechuga (Lactuca sativa) en establecimientos de consumo público de alimentos del distrito del Cercado de Lima. Disponible en: http:// sisbib.unmsm.edu.pe/bibvirtual/tesis/Salud/Tananta_V_I/discusion.htm 71
  • 80. CAPÍTULO 6 Virus en alimentos Yamila Puig Peña, Virginia Leyva Castillo y Tamara K. Martino Zagovalov Los virus son agentes biológicos submicroscópicos, compuestos por mate-rial genético: ácido ribonucleico (ARN) o ácido desoxirribonucleico (ADN), nun-ca ambos, rodeado por una envoltura protectora, una capa de proteína o de proteínacombinada con componentes lipídicos o glúcidos. Carecen de vida independien-te, se pueden replicar en el interior de las células vivas, lo cual perjudica enmuchos casos a su huésped en este proceso. Los virus que se trasmiten a través de los alimentos y se reportan conmayor frecuencia son los virus de la hepatitis A y los virus entéricos tipo Norwalk.Otros virus que producen gastroenteritis son enterovirus (polio, eco), adenovirus,rotavirus, astrovirus, entre otros. En la tabla 6.1 se relacionan los virus trasmiti-dos por alimento, la familia a que pertenecen y las enfermedades asociadas. Los virus pasan de un huésped a otro en forma de partículas inertes, o sea,no se multiplican en los alimentos, penetran solo en una célula específicas delhuésped, la especificidad depende de la interacción de la cubierta proteica conlos receptores que se encuentran en ella, solo algunas células de ciertas especiespueden ser infectadas; esencialmente, todos los virus trasmitidos a los humanosa través de los alimentos son específicos para estos. Los virus que producen gastroenteritis se adquieren esencialmente por víaoral, como muchos otros agentes infecciosos que se trasmiten de manera entérica;otras vías de trasmisión son por el contacto de una persona con otra, al llevar lasmanos contaminadas con heces a la boca; si los vómitos son parte de la enferme-dad se pueden propagar partículas virales a través del vómito. La trasmisiónindirecta de los agentes entéricos puede ocurrir a través de vectores tales comomoscas, fomites y pañales sucios; no obstante, la forma más común de trasmi-sión es mediante vehículos como alimentos y agua. Los métodos para detectar virus en los alimentos son laboriosos y costosos;no se realizan de forma rutinaria. Hoy día se están buscando indicadores queseñalen la presencia de contaminación viral en los alimentos, se han realizadoestudios puntuales mediante la detección de bacteriófagos. Un problema en el diagnóstico de los Calicivirus es que no pueden creceren cultivo celulares y el virus de la hepatitis A solo con éxito moderado. Losmétodos utilizados actualmente son la inmunomicroscopia electrónica y técnicasde biología molecular como la reacción en cadena de la polimerasa (PCR).72
  • 81. Tabla 6.1. Virus, familia a que pertenecen y enfermedades asociadasFamilia Virus Enfermedad asociadaAdenoviridae Adenovirus Grupo F, Gastroenteritis Serotipos 40 y 41 (Ad V)Astroviridae Astrovirus humano, 7 Gastroenteritis benigna serotipos (HuAV)Liciviridae Calicivirus entérico humano, 5 o más serotipos. (HuCV). Virus pequeños esféricos. Ejemplo: Norwalk o NLV. 4-9 Gastroenteritis (serotipos). Hepatitis E (HEV) Hepatitis infecciosa GastroenteritisParvoviridae Parvovirus, ejemplo: agente de Dichling y Gastroenteritis asociada con Cockle mariscosPicornaviridae Poliovirus tipos 1 y 3 Meningitis, parálisis, fiebre Echovirus tipos 1-65 Enterovirus (68-71) Meningitis, exantema, Coxsackie A (1-23) diarrea, fiebre, síntomas Coxsackie B (1-6) respiratorios. Hepatitis A (HAV) Meningitis, síntomas respiratorios, miocarditis Hepatitis infecciosa.Reovirus Reovirus Rotavirus, principal A, Gastroenteritis ocasional Grupos B y CCoronaviridae Coronavirus entérico Gastroenteritis, humano (HECV) posiblemente. Enterocolitis necrotizante del recién nacidoTorovirus Torovirus humano Gastroenteritis Se ha observado gran resistencia de los virus en el medio ambiente. Estu-dios realizados con virus entéricos adicionados en aguas de desecho utilizadascomo aguas de riego, han demostrado que los virus pueden permanecer viableshasta 5 semanas en hortalizas irrigadas con este tipo de agua. En estudio detierras que habían sido irrigadas con aguas negras se determinó que el poliviruspuede recuperarse 23 días después que se realizó la irrigación. También se ha determinado que los enterovirus y rotavirus pueden sobrevi-vir de 1 a 4 meses en hortalizas durante almacenamiento en refrigeración. Elvirus de la hepatitis A sobrevive en verduras almacenadas de 4 a 20 ºC y muestraresistencia a la cloración del agua. Los rotavirus se mantienen infectivos hasta10 días en superficie inerte, plástico, vidrio, acero inoxidable cuando se desecansobre ellas heces contaminadas. En las aguas marinas sobreviven menos que enaguas dulces, no obstante, se mantienen infectivos durante 130 días. Los alimentos con mayor frecuencia implicados en la trasmisión de virusson los moluscos bivalvos, tales como almejas, berberechos, mejillones y ostiones; 73
  • 82. si las aguas en las cuales crecen están expuestas a la contaminación por mate-rias fecales, algunas veces se debe a la descarga de aguas negras y otras vecesa las infecciones trasmitidas por los recolectores de mariscos. Los mariscosacumulan virus durante el proceso de filtración de alimentos; los virus humanosno infectan estas especies, pero se hospedan durante días o semanas en el siste-ma digestivo de los mariscos y aparentemente son más difíciles de remover quelas bacterias durante los procesos de limpieza. A diferencia de muchos otrosproductos marinos comestibles, los mariscos, se consumen con el sistema diges-tivo en su lugar, con frecuencia se comen crudos o ligeramente cocidos. Las frutas y hortalizas que se consumen crudas o poco procesadas sontambién alimentos frecuentemente relacionados con la trasmisión de virus. En elperíodo de 1988 a 1992, el Centro para la Prevención de Enfermedades (CDC,Atlanta, EE.UU.) reportó un total de 45 brotes de enfermedades virales, 18 delos cuales fueron causados por consumo de frutas o verduras contaminadas. Otros tipos de alimentos reportados son los postres, ensaladas, sandwiches,etc.; cualquier alimento contaminado, que se ha manipulado y subsecuentementeno se ha calentado lo suficiente, es posible origen de infección. Desde el punto de vista clínico los efectos de las gastroenteritis causadaspor virus sobre el estado nutricional y el crecimiento sobre todo en niños sonconsiderables. La ingestión de tan solo 10 partículas virales basta para causar lainfección y generar diarrea cargada de microorganismos, lo que asegura su tras-misión, cumpliendo con el ciclo fecal-oral. El tiempo en el que se inicia la enfer-medad en brote “explosivo”, durante el cual muchas personas son infectadas enla misma ocasión, tiende a igualar el período medio de incubación de la enferme-dad, por lo tanto, el inicio de la enfermedad durante un brote de hepatitis A puedemanifestarse a lo largo de un período de 28 ó 30 días, bajo circunstancias simila-res, en los brotes de gastroenteritis debida al virus Norwalk, probablemente sepresenten manifestaciones de la enfermedad primaria al cabo de 2 días. Lagastroenteritis Norwalk con frecuencia se caracteriza por la propagación de vi-rus, tanto en el vómito como en las heces, por lo cual incrementan las oportunida-des de trasmisión secundaria del virus. Los virus trasmitidos mediante los alimentos, como provienen de las heceshumanas, se pueden eliminar previniendo la contaminación fecal humana, man-teniendo las heces fuera de los alimentos o dándole tratamiento a los vehículos,tales como el agua. Las infecciones que tienen un período de incubación prolongado, como elcaso de la hepatitis A e infecciones persistentes breves en personas que conva-lecen gastroenteritis viral, han sido los mayores problemas en relación con losvirus trasmitidos por vía fecal-oral. Es necesario tener buenas prácticas de higiene personal, estándares eleva-dos de protección de los alimentos y de procedimientos sanitarios, en dichoscasos, el lavado de manos adecuado, frecuente y eficaz friccionando las manosy usando un cepillo de uñas es la medida preventiva general más adecuada. Laspersonas infectadas pueden contaminar el alimento, ya sea la que trabaja en el74
  • 83. campo, en la cocina o sirva los alimentos. Los guantes pueden tener algún valorpara prevenir el contacto con las manos, sin embargo, la disponibilidad de insta-laciones para el lavado de manos y el énfasis de la gerencia respecto a las técni-cas apropiadas para el lavado de manos, son las precauciones más importantespara prevenir la contaminación de alimentos con virus. Vacunar a las personasque trabajan con alimentos contra hepatitis A también puede ser importante enlugares donde la inmunidad natural de la infección no se adquiere comúnmente atemprana edad. Inactivación de virus en los alimentos. A diferencia de las bacterias losvirus no se pueden multiplicar en los alimentos. Suponiendo que no se ha preve-nido la contaminación, los virus presentes en los alimentos se pueden inactivarantes de que estos sean consumidos. El poder de inactivación de los virus entéricosdepende de la temperatura. Temperaturas a 4 ºC favorece la viabilidad del virus,el almacenamiento a temperatura ambiente favorece la inactivación en los ali-mentos, pero pueden producirse riesgos bacterianos. El procesamiento térmicoen general es eficaz, la resistencia al calor es mayor que en las bacterias noesporuladas, por lo que se necesita brindarle un poco más de atención a la sufi-ciente pasteurización de la leche, para inactivar al virus de hepatitis A. En el caso de moluscos, algunas instituciones recomiendan que se calientende 85 a 90 ºC por lo menos durante 90 s, para destruir los virus. Alternativamen-te, los mariscos pueden ser depurados, es decir, mantenidos en instalacionesprovistas con agua salina limpia o transferidos del lugar donde crecieron haciaagua limpia para depurarse de los contaminantes; aunque estas prácticas hanservido para remover las bacterias patógenas de los mariscos, no se garantiza eléxito con los virus. Para remover los virus se necesitan períodos de tratamientomás extensos que para remover bacterias. Otros tipos de procesamientos dealimentos que no son térmicos, son menos eficaces. En cuanto a la efectividadde los desinfectantes; los virus son más resistentes a desinfección que las bacte-rias, incluyendo E. coli. Los virus representan un blanco pequeño para la radia-ción ionizante. Generalmente los virus entéricos son resistentes al ácido y el virus de lahepatitis A es bastante resistente al secado. Los virus que se encuentran en elagua o en otras superficies pueden ser inactivados mediante agentes oxidantesfuertes, tales como cloro u ozono y por medio de la luz ultravioleta. La mínima temperatura interna y el tiempo de cocción que asegura lainactivación de los virus y otros microorganismos patógenos son referidos en latabla 6.2.VIRUS DE LA HEPATITIS A Existen al menos 6 clases de virus de la hepatitis. Solo los virus de lashepatitis A y E se trasmiten de persona a persona, por contacto o contaminacióndel alimento o el agua, el resto lo hacen por vía sexual o sanguínea. 75
  • 84. Tabla 6.2. Mínima temperatura interna y tiempo de cocción que asegura la inactivación delos virusAlimento Tiempo Temperatura (ºC)Pollo y carnes rellena 15 s 73,9Carne molida 15 s 68,3Carne de cerdo 15 s 68,3Carnes inyectadas 60 s 65,6Pescado picado 3 min 62,8Huevo en platillo 3 min 62,8Rosbif 12 min 60,0Pescado, mariscos, carne de res 15 s 62,8(cubos, rebanadas), huevos encascarón y otros guisospotencialmente riesgosos Agregar 14 s en cada caso si se usa horno microonda El virus es resistente a solventes orgánicos, al pH ácido y a la cloraciónnormal del agua, lo que facilita su diseminación y contagio; su período de incubaciónes de 2 a 4 semanas, está presente en las heces de 1 a 2 semanas antes de queaparezcan los síntomas y también durante la primera, segunda o tercera semanade la enfermedad. La trasmisión de persona a persona puede causar epidemias en escuelas ycampamentos, casi siempre los niños son los más afectados. La contaminaciónvírica del agua o los alimentos constituye una fuente frecuente de infección. Secalcula que en los países desarrollados del 20 al 50 % de los adultos han sidoinfectados y han desarrollado inmunidad (anticuerpos), mientras que en los paí-ses en desarrollo la infección es más frecuente y se detecta en el 90 % de losadultos. El virus infecta las células hepáticas, causa hepatitis (inflamación y lesiónhepática), las manifestaciones clínicas más frecuentes son fiebre, anorexia, náu-seas, vómitos e ictericia (color amarillo de la piel) siendo esta más frecuente enlos adultos. Hay acolia (heces incoloras) y coluria (orina color coca-cola). Esraro que se desarrolle insuficiencia hepática grave y peligrosa para la vida, estosolo ocurre en el 1 % de los casos. El resto evoluciona favorablemente, elimina elvirus, no queda como portador sano y se hace inmune al único tipo de hepatitis Aque existe.VIRUS DE LA HEPATITIS E Se excreta con las heces y se disemina por vía fecal-oral; su forma clínicaes similar a la del virus de la hepatitis A y es infrecuente en países desarrollados.Existen casos de infección trasmitida por agua, constituye el 50 % de los casosde hepatitis esporádica en los países en desarrollo. El período de incubación esde 6 a 8 semanas; la enfermedad suele ser leve aunque afecta gravemente a lasembarazadas con elevado porcentaje de morbimortalidad (20 %). El virus seelimina cuando el paciente se recupera y no deja portadores.76
  • 85. ROTAVIRUS Tienen una distribución de tipo cosmopolita; afectan al hombre y a distintasespecies animales (gatos, perros, vacas, caballos y cerdos). Se cree que los virusde una especie pueden infectar ocasionalmente a otra especie. Este tipo de viruses susceptible a los desinfectantes que tienen cloro entre sus componentes peroes resistente al pH ácido, lo que le permite llegar al intestino sin problemas. Tiene un período de incubación de 1 a 4 días. Los síntomas se inician convómitos y, al multiplicarse en las células intestinales, aparece la diarrea que seprolonga durante 3 a 5 días como máximo. La infección es frecuente en niñosmenores de 2 años, por el escaso desarrollo de su sistema inmunológico. Oca-sionalmente aparecen infecciones de este tipo en adultos, lo que ocurre cuandopresentan ciertas alteraciones en la mucosa intestinal, que favorece la entradadel virus y el desarrollo de la enfermedad. Los niños tendrán un cuadro diarreico y con vómitos durante 3 a 5 días, laminoría sufrirá grave deshidratación que implica riesgo para la vida, y en otrospuede presentarse como un cuadro asintomático. La presencia del rotavirus de-sarrolla un cuadro violento, con abundantes vómitos en las primeras horas ydeposiciones líquidas en los 3 a 5 días siguientes, lo cual implica impedimento dela llegada de líquidos al aparato digestivo; pérdida de agua y electrólitos por lasdeposiciones líquidas y por la fiebre. La diarrea es la manifestación clínica deesta infección.ADENOVIRUS Estos virus ocupan el segundo lugar, después de los Rotavirus, como agen-tes causantes de diarrea aguda en niños pequeños, en los que provoca síntomasleves. Otras cepas están relacionadas con enfermedades respiratorias y ocula-res. La vía de trasmisión es fecal-oral, a través del agua o de otros vectorescomo las moscas. Ingresa por vía oral, resiste el pH ácido del estómago y llega al intestinodonde se desarrolla la enfermedad. Es muy frecuente en comparación con otrosmicroorganismos. El pronóstico es bueno y puede prevenirse con medidas higié-nico-sanitarias adecuadas, control de moscas, etc.CALICIVIRUS Causan la llamada “enfermedad de los vómitos invernales”. Uno de susagentes es el virus Norwalk; tienen una distribución de tipo cosmopolita, son losprincipales causantes de gastroenteritis en niños mayores y adultos (alrededordel 40 %). Los síntomas que con mayor frecuencia se observan son cefaleas,dolor muscular, escalofríos, vómitos y diarrea. Resisten las altas temperaturas (son termoestables) y el pH ácido; no tie-nen una estación predominante, aparecen durante todo el año. Cumplen con lavía de trasmisión fecal-oral y se asocian con el consumo de mariscos (mejillones,berberechos) de aguas contaminadas con materia fecal. 77
  • 86. Poseen un período de incubación de 24 a 48 h y la enfermedad se prolongadurante 3 ó 4 días. Los síntomas pueden surgir en forma gradual o brusca. Pro-ducen alteraciones en las células del intestino (enterocitos), principalmente en lasmicrovellosidades, inhibiendo enzimas y provocando mala absorción de nutrientes(azúcares y grasas). Las deposiciones suelen ser algo blandas, sin moco, pus, ni sangre ya queno invaden la mucosa. Los adultos mayores infectados tienen cierta resistencia ano reinfectarse durante 2 años. Afecta tanto al hombre como a distintas especiesanimales. Para prevenir este tipo de infección se recomienda cocinar bien losalimentos, por lo menos a 70 °C durante 30 min y tomar medidas higiénico-sanitarias. Las personas que han sido infectadas por el virus Norwalk son propensas atener reinfecciones después de aproximadamente un año, con otros serotipos devirus. El virus evidentemente se propaga en grandes cantidades, y pequeñascantidades (aún no se han medido) son infecciosas por vía oral; sin embargo, laspartículas virales individuales no parecen ser excepcionalmente resistentes a lainactivación por calor o cloro.ASTROVIRUS Tienen una distribución de tipo cosmopolita, más frecuentes en invierno,afectan principalmente a niños menores de 3 años y causa síntomas leves. Elperíodo de incubación es de 3 a 4 días y la enfermedad se prolonga hasta unmáximo de 5 días, aparecen síntomas como fiebre, cefalea, dolor muscular ydiarrea, lo más común es que en la persona se manifieste de forma sintomática. En la patogenia de la enfermedad, en estudios con adultos voluntarios, seobserva atrofia de las vellosidades intestinales e infiltrados inflamatorios en lalámina propia, dando lugar, al igual que los rotavirus, a la disminución de la activi-dad de las disacaridasas y producción de diarrea osmótica. En humanos existenpocos datos acerca del mecanismo de entrada del virus en las células suscepti-bles del huésped, aunque el más probable parece ser el de endocitosis. La enfermedad atribuida a astrovirus consiste, principalmente, en la instau-ración aguda de diarrea, malestar, cefalea, náuseas, vómitos e hipertermia leve.El cuadro clínico típico es autolimitado, con una duración de 1 a 5 días. Losepisodios pueden ser esporádicos o presentarse en forma de brotes. Se han des-crito casos de diarrea prolongada asociada con eliminación fecal de virus; en unestudio reciente en Bangladesh se detectaron astrovirus en el 15 % de los cua-dros de diarrea persistente estudiados. Desde el punto de vista clínico, la gastroenteritis por astrovirus es más leveque la producida por rotavirus, ya que presenta menos duración de la diarrea ymenor incidencia de fiebre y vómitos, lo cual se traduce también en mayor fre-cuencia de detección en pacientes ambulatorios que en los que requieren hospi-talización. La necesidad de ingreso hospitalario en niños con gastroenteritis por78
  • 87. astrovirus se ha cifrado en 1-2 % de los pacientes atendidos por ese motivo. Lamortalidad atribuible a esta enfermedad es prácticamente nula, aunque se hacomunicado algún caso aislado. El período de incubación se ha establecido, según los datos de estudios envoluntarios adultos: de 3 a 4 días, aunque podría ser de 24 a 36 h según otrosestudios. Principalmente, la enfermedad se manifiesta en niños durante los3 primeros años de edad, con mayor frecuencia entre los 6 y 18 meses de vida.La historia natural de la enfermedad es menos conocida que en el caso derotavirus. Aunque se creía que la mayoría de infecciones por astrovirus eransintomáticas los estudios de cohortes han demostrado hasta un 24-74 % de in-fecciones asintomáticas.OTROS ENTEROVIRUS: VIRUS ECHO Y VIRUS DE LA POLIO La poliomielitis paralítica fue importante en la década de los 50, se trasmitepor alimentos. Los alimentos implicados son los crudos o manipulados tras co-cerlos, hielo, helados, pasta, ensaladas y mariscos. La contaminación procede delos propios manipuladores o del agua. Los síntomas son diversos, ocasionan gran variedad de enfermedades. Lossíntomas varían de acuerdo con el tipo de enfermedad y se pueden encontrarbajo varios diagnósticos: gastroenteritis aguda, faringitis viral, herpangina (úlce-ras bucales), crup, infección de las vías respiratorias superiores, neumonía, peri-carditis, miocarditis, meningitis aséptica, encefalitis. Las complicaciones varían de acuerdo con el tipo de infección y su localiza-ción. La miocarditis y la pericarditis pueden ser fatales, mientras que infeccionesde otro tipo pueden mejorar de manera espontánea.BIBLIOGRAFÍA Benenson, A.S. (1992). Control de las enfermedades trasmisibles en el hombre. 15ta ed. Washing- ton, OPS. Calidad microbiológica en productos Hortícola, Centro de Estudios y Control de Contaminantes (CESCCO), disponible en: http://www.cescco.gob.hn/informes/Calidad%20microbiologica %20de%20productos%20horticolas.pd f. Cliver, D.O. Trasmisión de virus a través de los alimentos. Food Tecnolog. 1998, 42:241-248. Comité del códex sobre higiene de los alimentos (1999). Documento de debate sobre los Virus en los Alimentos, Programa conjunto FAO/OMS sobre normas alimentarias.. Washington, DC, EUA, octubre, CX/FH 99/11 Elliot, R.P.; Clark S.D.; Lewis, K.H.; Lundbec, K.H.; Olson, J.C.; Simonsen, B. (2000). Parásito y virus trasmitidos por alimento. En: Microorganismos de los alimentos I, su significado y métodos de enumeración. 2da ed. Ed. Acribia, SA. Zaragoza, España. 55-67. Fernández E.E. (2000). Parásitos. En: Microbiología e inocuidad de los alimentos. Universidad Autónoma de Querétaro, México. 413-428. 79
  • 88. Pina P.S. Detección y caracterización de virus patógenos humanos en muestras ambientales y moluscos bivalvos. Universidad de Barcelona, Departamento de Microbiología, Facultad de Biología. Disponible en: http://www.tdx.cesca.es/TESIS_UB/AVAILABLE/TDX-0322102- 123038/TOL54.pdf.Productos para desinfectar agua y alimentos, Revista Del Consumidor No. 295, Septiembre 2001. Disponible en: http://www.profeco.gob.mx/html/revista/pdf/desalim.pdfServicio de calidad de los alimentos y normas alimentarías. Dirección de alimento y nutrición. Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación. Disponible en: http://www.fao.org/es/esh.Torres, M.R.V.; Castillo, A.A. (2002). Virus. En: Agentes patógenos trasmitidos por alimento. Universidad de Guadalajara, México 321-353.————— (1999). Parásitos. En: Agentes patógenos trasmitidos por alimentos. Vol I. Univer- sidad de Guadalajara, México:353-367.80
  • 89. 81
  • 90. CAPÍTULO 7 Introducción a la toxicología alimentaria Miguel O. García y Eyda Otero Fernández-Trebejo La toxicología alimentaria es una rama de la ciencia que se ocupa de lasfuentes, niveles de exposición, transformación en los alimentos, toxicocinética,efectos biológicos, prevención, análisis y legislación de sustancias presentes, na-tural y antropogénicamente en los alimentos con significación para la salud de losconsumidores. Una sustancia tóxica será aquella que al penetrar al organismo humano yanimal, por cualquier vía y al ser absorbido, bloquea los mecanismos metabólicosnormales de ese organismo. En el caso de los tóxicos alimentarios, prácticamen-te la vía de penetración es la oral mediante los alimentos y el agua de beber. De particular importancia para la prevención del riesgo, por ingestión de lassustancias tóxicas en los alimentos, es el conocimiento y control de sus fuentes,o sea, su origen, por lo que a partir de este criterio se clasifican en naturales(componentes del alimento y toxinas producidas por microorganismos) yantropogénicos (intencionales, accidentales y los generados durante el procesa-miento de los alimentos). En estrecha relación con las fuentes se encuentran los niveles de exposi-ción, los cuales están determinados por la dosis de aplicación (para el caso de lostóxicos intencionales), la magnitud de los residuos en los alimentos y las cantida-des y frecuencia de consumo de estos. La disminución de la exposición influyeextraordinariamente en la reducción del riesgo toxicológico y es objeto funda-mental de la toxicología. Muchos componentes y contaminantes de los alimentos se transforman ensustancias de mayor toxicidad para el hombre, por lo que es preciso identificar yconocer los mecanismos y factores que influyen en esas transformaciones paraprevenirlos. Para los tóxicos intencionales, cobra importancia atender al período de ca-rencia o de espera, el cual determina cuánto tiempo debe esperarse para consu-mir un alimento de acuerdo con la degradación en el ambiente (ejemplo, unplaguicida en el suelo) o su toxicocinética en el organismo animal (ejemplo, unmedicamento veterinario) y está muy vinculado con la dosis de aplicación. La toxicocinética comprende los procesos implicados en la absorción, dis-tribución, metabolismo y excreción del tóxico en el organismo vivo. La fracciónde la dosis ingerida que alcanza la circulación general del organismo después de 83
  • 91. la absorción se denomina biodisponibilidad. Una dosis única de un tóxicoalimentario no es muy frecuente, pero en la exposición crónica, que es lo másgeneral, el equilibrio de las concentraciones plasmáticas del tóxico se alcanzarácuando las cantidades ingeridas sean iguales a las cantidades excretadas porunidad de tiempo. Las transformaciones metabólicas pueden conducir a la detoxificación o ala bioactivación. En este último caso suelen formarse metabolitos más tóxicos apartir de sustancias poco tóxicas o no tóxicas. Las enzimas microsomales hepá-ticas desempeñan un importante papel en el metabolismo de muchos tóxicosalimentarios. Las sustancias que se excretan sin cambio carecen de toxicidad. Otras nose metabolizan entera ni rápidamente, se acumulan y constituyen un riesgotoxicológico crónico. La acumulación progresiva de un tóxico en un organismovivo se denomina bioacumulación, fenómeno que con frecuencia ocurre con sus-tancias liposolubles y persistentes. El incremento de la concentración en los di-versos organismos vivos, elementos de la cadena trófica-alimentaria, cuando llegaal hombre da lugar a la biomagnificación. Los efectos biológicos (toxicodinámica), inducidos por los tóxicos alimentarios,comprenden los procesos biofísicos y bioquímicos que aparecen como respuesta,los daños histopatológicos, la genotoxicidad, teratogenicidad y carcinogénesis,entre otros efectos especiales. Algunos efectos son reversibles y están relacio-nados con la concentración del tóxico en los fluidos o tejidos del organismo.Otros, la mayoría, son irreversibles y se asocian con la interacción de moléculasreactivas, en muchos casos entre zonas nucleofílicas y tóxicos electrofílicos perse o por biotransformación. En el caso de tóxicos reversibles, el factor tiempo además de la dosis, tieneobvia influencia en la respuesta adversa. Para los tóxicos irreversibles, aunqueexisten sistemas de reparación del material genético y la capacidad de sintetizarnuevas proteínas, estos sistemas son limitados y el tiempo entre la administracióndel tóxico y la respuesta son proporcionales y dependientes a y de la dosis totalacumulada. De ahí, la importancia en la evaluación toxicológica de la denomina-da «curva dosis-respuesta», la cual pone de manifiesto que en la práctica latoxicidad depende de la dosis, y puede en general determinarse el nivel que nocausa efecto observado (NOEL), que aplicando un factor de seguridad, se pue-de establecer la dosis diaria admisible de un tóxico por toda la vida, que parasustancias que se ingieren se denomina IDA, expresada en mg del compuesto/kgde peso corporal; un parámetro muy útil para evaluar y comparar el riesgo poringestión sistemática en toxicología alimentaria. Desafortunadamente, las evaluaciones toxicológicas, por su complejidad ycostos, suelen realizarse a sustancias por separado. Hay que tener en cuenta quediversos tóxicos alimentarios se ingieren de forma sistemática y en conjunto,pudiendo ocurrir efectos adversos por interacción, acumulativos y sinérgicos entrecompuestos no evaluados, por ello se debe, no solo no alcanzar la IDA, sino paramayor seguridad, que la ingestión de los tóxicos se aleje de ese valor.84
  • 92. La prevención requiere tener en cuenta todos los aspectos mencionados deque se ocupa la toxicología alimentaria, y como colofón es necesaria una legisla-ción que guíe como proceder para prevenir. Un parámetro de extrema importan-cia en este sentido será el establecimiento y cumplimiento de las tolerancias omás correctamente, los límites máximos de residuos de los tóxicos naturales,aditivos y contaminantes químicos en los alimentos, los cuales son las cantidadesmáximas permisibles expresadas en mg del tóxico/kg de alimento. Todo lo anterior explica claramente, porqué la toxicología alimentaria seauxilia de diversas disciplinas científicas: química analítica y estructural, biologíay bioquímica, genética y patología experimental, higiene y nutrición, así comoepidemiología, y porqué los conocimientos sobre toxicología alimentaria son deinterés para varios campos de trabajo, personal profesional y técnicomultidisciplinario. Esta rama científica es útil y necesaria para las esferas desalud pública (toxicólogos, epidemiólogos, nutricionistas, higienistas y naturistas),y de la industria agroalimentaria (veterinarios, agrónomos, químicos analistas ytecnólogos de alimentos, normalizadores y especialistas de control de la calidadde los alimentos). 85
  • 93. CAPÍTULO 8 Tóxicos naturales que forman parte del alimento Eyda Otero Fernández-Trevejo y Jorge Luis Rodríguez Díaz Entre la clasificación de compuestos tóxicos de origen natural pueden dis-tinguirse aquellos que forman parte del alimento, algunos llamados factoresantinutricionales, y son sustancias que pueden interferir en los procesos metabólicoso en la biodisponibilidad de nutrientes. Estos tienen la capacidad de reaccionar ointerferir con un nutrimento, disminuyendo su biodisponibilidad, y a largo plazo(toxicidad crónica) producir una anormalidad fisiológica y/o anatómica, que en lamayoría de los casos es irreversible; sin embargo, el propio nutrimento puedeactuar como antagonista, por lo cual, una fortificación de este en la etapa inicialdel efecto dañino, puede atenuar o eliminar el problema.FACTORES ANTIVITAMÍNICOS Compuestos que disminuyen o inhiben la actividad de una vitamina. Avidina. Es una glucoproteína antagonista de la biotina, la cual se une congran afinidad para formar un derivado insoluble que impide su biodisponibilidad.Fue aislada por vez primera por Eakin y colaboradores en 1940 y se encuentrapresente en la clara de huevo cruda, mientras que la biotina es un componente dela yema. La biotina (vitamina del complejo B, llamada también vitamina B8 ó H) es unácido monocarboxílico estable al calor, por tanto resiste los tratamientos de coc-ción, pero menos estable a los álcalis, soluble en agua y alcohol y susceptible a laoxidación. Es la coenzima de las carboxilasas, a la cual se une por medio de unenlace peptídico ε~amino de un resto de lisina situado en el centro activo; elpéptido formado por lisina y biotina se llama biocitina. Esta unión tiene la capaci-dad de fijar dióxido de carbono. Interviene en la formación de la glucosa a partirde los carbohidratos y de las grasas; alivia dolores musculares, el eczema y ladermatitis, también ayuda a combatir la depresión y la somnolencia. Otras fuentes que aportan alto contenido de biotina en la dieta lo constituyeel hígado, la leche, el pescado, los guisantes secos, las setas, la levadura decerveza y los frutos secos. La flora intestinal también es capaz de sintetizarcantidad considerable de biotina, ya que la eliminación fecal y urinaria es muchomás elevada que la ingestión dietética.86
  • 94. Sin embargo, la avidina presente en la clara de huevo cruda es capaz deinhibir la actividad de la biotina ingerida mediante la dieta y sintetizada por lasbacterias intestinales. La evidencia de la presencia de un factor de toxicidad porclara de huevo fue observada por primera vez en 1916 por Bateman en ratasalimentadas con una dieta que contenía clara de huevo cruda como única fuentede proteína, las que manifestaron un síndrome por deficiencia de biotina, carac-terizado por trastornos neuromusculares, dermatitis grave y pérdida de pelo. Estesíndrome podía evitarse al cocer la proteína o al administrar un suplemento conbiotina. En seres humanos, los signos y síntomas de deficiencia incluyen lesionesdescamativas de la piel y las mucosas, dermatitis, hiperestesia, dolor muscular,anorexia, anemia leve y cambios en el electrocardiograma. Se ha observadodeficiencia espontánea en algunos individuos que han consumido huevos crudosdurante períodos prolongados. La deficiencia clínica aparece en escasas ocasio-nes, aunque la sintetizan las bacterias intestinales en gran cantidad y aparece enla mayoría de los alimentos. Tiaminasas. Las tiaminasas son otro factor antinutricional presente en al-gunos alimentos, capaces de inhibir la acción de la tiamina o vitamina B1, queactúa como coenzima en reacciones del metabolismo de carbohidratos principal-mente, aunque también en el de proteínas, grasas y ácidos nucleicos; su deficien-cia puede producir beri-beri. Las tiaminasas de tipo I pueden estar presentes en carne y vísceras deanimales acuáticos, té, café, nueces y sustituye el grupo tiazol de la molécula detiamina por una base. Las tiaminasa de tipo II presentes en helecho, cerezas yarroz entre otros, escinden la molécula de tiamina a nivel del grupo metilo. Am-bas se destruyen con una cocción a 60 °C, por lo que no son de importancia enalimentos bien cocinados.INHIBIDORES DE PROTEASAS Son enzimas naturales que hidrolizan las proteínas y se clasifican según elaminoácido involucrado en su mecanismo de acción:− Proteinasas serina: tripsina y quimotripsina (enzimas esenciales del páncreas).− Sulfidrilproteinasas (papaína, bromelina y ficina).− Metaloproteínas: carboxipeptidasas A y B.− Aminopeptidasas.− Carboxilo acídicas proteinasas. Antitripsina o inhibidores de proteasas (tripsina-quimotripsina). Losinhibidores de proteasas más estudiados son los inhibidores de la tripsina, ya queesta familia de proteínas inhibe amplia variedad de proteasas además de la tripsina. Tanto la tripsina como la quimotripsina son enzimas proteolíticas del páncreas,segregadas al intestino delgado. La tripsina cataliza la hidrólisis peptídica de losgrupos carboxilos aportados por la lisina y la arginina, mientras que la quimotripsinalo hace para grupos carboxilos aportados por la fenilalanina, tirosina y triptófano. 87
  • 95. Los inhibidores de la tripsina son comunes en la soja; también pueden estarpresentes en huevos, leche, productos lácteos, patatas, porotos negros y otrosvegetales. Actúan uniéndose tanto a la tripsina como a la quimotripsina, forman-do complejos estables e inactivos con las enzimas, que producen una hipertrofiapancreática. Las enzimas pancreáticas tanto tripsina como quimotripsina son ricas enaminoácidos azufrados (aa), la hipertrofia o hiperplasia pancreática desvía estosaa de la síntesis de proteínas hacia la síntesis de estas enzimas. Como un efectosecundario, regulado por mecanismos feed-back negativos, se estimula la se-creción de enzimas pancreáticas. El resultado neto es una pérdida de proteínaendógena, rica en aminoácidos azufrados, que provoca retraso en el crecimientoestimado entre 30 ó 40 % y bajo índice de eficiencia proteica (PER). Algunos de estos inhibidores como los del maíz actúan en forma competiti-va con la tripsina y la quimotripsina. En general, los inhibidores de las proteasas pueden ser destruidos por eltratamiento con calor. Esta inactivación depende del pH, la temperatura, el tiem-po de calentamiento, las condiciones de humedad, el tamaño de partícula, etc.También es posible la inactivación mediante la reducción de los puentes disulfuro. El tratamiento por calor requerido desnaturaliza las proteínas mejorando sudigestibilidad, ya que la proteína de soja no desnaturalizada, es parcialmente re-sistente al ataque de las enzimas. Por otro lado, conduce a una reducción de suspropiedades funcionales tales como la solubilidad y la unión agua-grasa. Un tra-tamiento por calor excesivo puede resultar en proteínas dañadas, disminución delos aminoácidos disponibles y digestibilidad más baja de la proteína, lo que repre-senta un riesgo en productos comerciales procesados. Se considera que los pro-ductos de soja adecuadamente procesados, con una concentración de inhibidoresde la tripsina menor que 2,5 mg/g, no afectan a la digestibilidad ni el crecimientode animales jóvenes. Hervor por 3 min inactiva el 90 %. Además del calor es necesario el controldel tiempo, humedad y pH. Inhibidor de browman-birk. Los inhibidor de browman-birk constituyenun segundo factor antiproteolítico de la soya. También aparece en las patatasconstituyendo entre el 15 y 20 % de las proteínas solubles del tubérculo. Actúacomo inhibidor de la quimotripsina más que de la tripsina. Es un heptapéctido de7 puentes disulfuro con 2 centros activos: uno para tripsina y otro paraquimotripsina. Se destruyen con un proceso de calentamiento adecuado y óptimopor más de 100 oC y 3 min. Frijoles del género Phaseolus tienen 6 inhibidores insensibles al calor, ácidoy álcalis que se unen a la tripsina en mayor proporción que a la quimotripsina.TANINOS Son polifenoles derivados de los ácidos gálico y elágico. Producen en losalimentos que lo contienen un sabor astringente. Se encuentran en gran número88
  • 96. de productos vegetales, como el sorgo y diversos helechos así como en cacao, té,bananas y habas. Desde hace tiempo se conoce la reducción en la biodisponibilidad de lasproteínas cuando estas se administran junto con los taninos; sin embargo, no esconcluyente que estos compuestos provoquen cáncer. A pesar de esta situación,se considera que algunas poblaciones de África desarrollan cáncer del esófagoal consumir una dieta basada en sorgo con alto contenido de taninos. Se combinan con las proteínas reduciendo su biodisponibilidad, por lo quedisminuye el valor biológico de los alimentos y aumentan la excreción fecal denitrógeno. En frutas aparece en niveles de 0,2 a 1 % de peso fresco y en verdu-ras entre 0,5 y 2 %. Destruyen la vitamina B1 Disminuyen las reservas de vita-mina A. Reducen la disponibilidad de vitamina B12. Pueden asociarse a iones di ytrivalentes, de lo que se desprende una disminución de la disponibilidad de hierro,aunque puede resultar beneficioso cuando reduce la absorción de algunos meta-les pesados como el plomo. Se encuentran en los alimentos como helechos.ÁCIDO FÍTICO (ÁCIDO MIOINOSITOL1,2,3,4,5,6 HEXAFOSFATO) Conocido también como antivitamina D relacionado con la mala absorciónde calcio. Se presenta casi siempre en la naturaleza como un complejo fitato-mineral-proteína. El ácido fítico constituye una fuente de fósforo no bioasimilable, por lo queaquellos alimentos con derivados hidroxilados de ácido fítico dan un mayor apor-te de fósforo biodisponible. Disminuye la absorción o biodisponibilidad de minerales divalentes como:calcio, magnesio, hierro, cinc, cobre y molibdeno, formando con ellos sales inso-lubles, por lo que provoca disminución de la formación de gastroferrina en elintestino y puede contribuir a la descalcificación del organismo a través de lasheces. Se encuentra en alimentos como cereales, soya, leguminosas, oleaginosas,zanahorias, etc. Se inactiva con el calor, los ácidos o la presencia de fitasas.OXALATOS Ácido oxálico (COOH-COOH). Disminuye la absorción o biodisponibilidadde minerales divalentes. Su carácter tóxico es derivado de la disminución de laasimilación de calcio, formando sales de débil disociación que dan lugar a laformación de cálculos renales. Se considera como dosis letal mínima 5 g. Seencuentra en alimentos como el cacao, té, papas, espinaca, ruibarbo, etc.HEMOAGLUTININAS Son proteínas o péptidos, también llamadas lectinas, consideradas más tóxi-cas que los inhibidores de tripsina. 89
  • 97. Se adhieren a los carbohidratos sobre la superficie del intestino delgado(duodeno y yeyuno) y causan daños en la pared intestinal. Como consecuencia,la permeabilidad del intestino aumenta, por lo que las lectinas y otros péptidospuedan ser absorbidos y tengan efectos perjudiciales sobre el sistema inmunológicoy algunos órganos. La unión con la mucosa intestinal también produce disminu-ción en la absorción de nutrientes, cambio en la actividad de las enzimas digesti-vas, hipersecreción de proteína endógena debido a la descamación de célulasdañadas, aumento en la producción de mucinas y pérdida de proteínas del plasmaen el lumen intestinal. Son aglutinantes de los eritrocitos o de las células malignas y con frecuen-cia activan la mitosis; reducen la capacidad de absorción intestinal. Se encuentraen alimentos como frijoles negros y blancos, guisantes, lentejas, soya, chícharo,peces, moluscos, crustáceos y esponjas. Las lectinas de la soja representan el 1 % de las proteínas del grano y en losporotos blancos hasta el 10 %. El nivel de lectinas de los productos de proteínade soja procesados de forma adecuada es extremadamente bajo, menor que0,5 mg/g, por consiguiente, no es de esperar que las lectinas desempeñen unpapel importante en la determinación de la calidad nutritiva de las proteínas desoja.COMPUESTOS PRODUCTORES DE FAVISMO El favismo esta relacionado con la aparición de anemia hemolítica en regio-nes de Italia, Sicilia, Cerdeña, Grecia, Irak, etc., las que se vinculan con el consu-mo de faba, o con la inhalación de su polen, que posee elevado contenido dedivicina e isouramilo. Son oxidantes del glutatión. En personas con deficiencia de la glucosa6 fosfatodeshidrogenasa eritrocitaria, la cual actúa en la generación de NADPH,(quien interviene en la formación de glutatión reducido por acción de la glutatiónreductasa), provocan niveles bajos y patológicos del mismo e insuficiencia deNAPH. Esto ocasiona anemia hemolítica, ya que el glutatión reducido es nece-sario para mantener la integridad de la membrana celular. Esta enfermedad prevalece en las regiones insulares y litorales del MarMediterráneo donde se reportan 5 casos por cada 1 000 habitantes, donde se haobservado una relación entre consumo de faba, deficiencia de glucosa 6 fosfatodeshidrogenada y manifestación de anemia hemolítica. Otros efectos son dolorde cabeza, fiebre, trastornos gastrointestinales, hemoglobinuria, hematuria masi-va, metahemoglobinemia y anuria. En las semillas se encuentran en forma de glucósidos tóxicos (5-β-D-glucopiranósidos) como:− Divicina vicina.− Isouramilo convecina. La vicina y la convecina son hidrolizadas por β glucosidasas demicroorganismos del intestino o en la semilla por su propio metabolismo.90
  • 98. Se encuentran en mayor concentración en la parte seca de la semilla, por loque son más tóxicos los concentrados proteicos o las tortas. En las habas secashay aproximadamente 2 % de estos compuestos.GLUCÓSIDOS CIANOGÉNICOS Los glucósidos cianogénicos están ampliamente distribuidos en las plantas yconstituye la forma orgánica en que se acumula el cianuro en cantidad de trazas.Más que metabolito secundario, como en un principio se creía, son consideradosmetabolitos intermediarios en la biosíntesis de algunos aminoácidos. Han sidomuy estudiados, observándose que derivan de aminoácidos. Los precursores delos glucósidos de importancia en alimentos son los siguientes: L-tirosina precur-sor de durrina, L-fenilalanina de prunasina, L-valina de linamarina y L-isoleucinaprecursor de lotaustralina. Algunas plantas pueden acumular alta concentraciónde este tipo de compuestos. El glucósido no es tóxico por sí mismo, pero sí el ácido cianídrico (HCN)generado por la hidrólisis enzimática de la β-glucosidasa, cuando el material bio-lógico es macerado o dañado. El HCN actúa a nivel de citocromo oxidasa, esdecir que es un potente inhibidor de la cadena respiratoria. La DL50 del HCN,administrado por vía oral, es de 0,5 a 3,5 mg/kg; causa problemas de anoxiahistotóxica. Sería suficiente ingerir 100 g de una semilla cruda para tener conse-cuencias fatales especialmente en niños y ancianos. Debido a la naturaleza de los aminoácidos precursores, el aglucón puedeser de tipo aromático, alifático o cíclico. También puede haber variación en lanaturaleza del carbohidrato; sin embargo, de los 32 glucósidos reportados, lamayoría son monosacáridos, por lo que la D-glucosa es el azúcar más común. En la naturaleza existen más de 100 especies que contienen glucósidoscianogénicos y no exclusivamente asociados con leguminosas. Otras semillas defruta que contienen CN- son: almendras, duraznos, cerezas, ciruelas, manzana,etc. Diferentes plantas también poseen glucósidos cianogénicos como bambú,chaya, sorgo, soya, yuca, etc. La manera de expresar la concentración de estosfactores tóxicos en las plantas que los contienen, es mediante HCN liberado deellos, donde es de suma importancia la acción de la glucosidasa. Se han desarro-llado métodos donde se tiene que adicionar la enzima que hidroliza a este tipo deglucósido, no obstante, que la misma planta en la mayoría de los casos tenga supropia enzima, esto con el fin de realizar adecuada cualificación de dichos tóxi-cos. Sobre lo anterior, se ha observado que las plantas que contiene este tipo deglucósidos, a la vez, contienen la enzima que los hidroliza, pero en diferente sitiocelular; sin embargo, la actividad y sensibilidad de la respectiva enzima es muyvariable. Algunas personas en Sudamérica presentan ataxia neuropática debido alconsumo de yuca. La acción enzimática que se lleva a cabo es por una β-gluco- 91
  • 99. sidasa. Por lo general, diferentes culturas han aprendido que la fermentación dela yuca les brinda un producto libre de cianuro y puede ser usada como alimento. Durante la biotransformación se llegan a tener niveles altos de tiocianato,ya que el cianuro reacciona con productos de la degradación de la cisteína. Elcianuro y el tiocianato (que puede causar problemas de bocio), finalmente soneliminados en la orina como cianometahemoglobina.TRATAMIENTO DE LA INTOXICACIÓN PRODUCIDA POR CIANURO De las reacciones anteriores se deduce que un aumento en la concentra-ción de tiocianato favorecerá la eliminación de cianuro, lo cual justifica el sumi-nistro de tiosulfato como antídoto, a pesar del riesgo de la formación de compuestosbociogénicos. Un tratamiento alternativo comprende el uso de vitamina B12. Con respecto a la eliminación de estos compuestos, desde el punto de vistagenético en la actualidad se han obtenido variedades mejoradas, con un conteni-do significativamente bajo en estos tóxicos, como es el caso del frijol de Lima.Cuando el material ya contiene este tipo de glucósidos, el tratamiento térmico enseco, aunque elimina la actividad enzimática, no sucede lo mismo con los glucósidos,por lo que se obtiene solo una ligera disminución, ya que estos son termoestables. Un procedimiento para la eliminación de estos tóxicos consiste en fraccio-nar el material y a continuación someterlo a un precocimiento, donde la tempera-tura no sobrepase de 50 °C, mantener estas condiciones más o menos una hora,con lo cual se producirá la autoliberación del HCN; además, es aconsejable eli-minar el agua de cocción, ya que si hay presente glucósidos intactos, estos seencontrarán en dicha fase polar. Se considera que 900 g de harina de habichuela de Lima pueden matar unbuey. Las hojas de algunas especies de cerezos pueden contener más de 200 mgde HCN por 100 g. Un kilogramo de yuca fresca puede liberar hasta 400 g de HCN, que pue-den ser reducidos a 500 mg/kg después de los procesos de cocción. En algunos países de África como Nigeria, Zaire y Camerún se ha observa-do elevada incidencia de bocio y alteraciones neurológicas en grandes consumi-dores de yuca por la actividad anóxica directa del HCN sobre el SNC. La tabla 8.1 muestra diversos alimentos que contienen glucósidoscianogénicos. La dosis de glucósidos cianogénicos que sobrepasan el umbral de toxicidaddepende de:− Cantidad de alimento ingerido.− Dieta.− pH del contenido gástrico.− Cantidad de HCN libre en la planta.− Concentración de las enzimas â glucosidasas.− Velocidad de ingestión del alimento.92
  • 100. Tabla 8.1. Contenido y tipo de glucósidos cianogénicos en diversos alimentosEspecies Concentraciones (mg/100g) TipoLeguminosas Lentejas (Ervum lens) - - Judías Frijoles y 2 habichuelas del 14,4- 312 Phaseolunatina género Phaseolus 2,3 ChícharoRosáceas Ciruelo(árboles Cerezo Amigdalinafrutales de Melocotonero - (más común)Europa) Manzano Prunasina Almendro PrulaurasinaTubérculo Yuca o mandioca 113 Linamarina Los rumiantes son la especie animal más susceptible, ya que las enzimasque participan en los mecanismos de destoxificación se destruyen con el ácidoclorhídrico del rumen. Existen algunos aminoácidos precursores de glucósidos cianogénicos:− Tirosina durrina.− Fenilalanina prunasina.− Isoleucina lotaustralina.− Valina linamarina.GLUCOSINOLATOS Como resultado de la hidrólisis de los glucosinolatos en presencia detioglucosidasas se forman ciertas sustancias que tienen propiedades bociogénicas,estas son: nitrilos, tiocinatos, isotiocianatos, tioizasolidina y goitrina. Estos com-puestos tienen una acción competitiva en la iodación de la tirosina por desplaza-miento de los iones ioduro en los puntos de inserción del epitelio de la glándulatiroides, ya que tienen radio iónico similar y mayor afinidad con los receptores.Como consecuencia se produce atrofia de la glándula tiroides y una pérdida deion ioduro por la orina. En la tabla 8.2 se muestran algunos alimentos que contie-nen cantidades importantes de glucosinolatos. Los efectos bociogénicos en el hombre pueden aparecer cuando se alcan-zan, como mínimo 20 mg de goitrina o de 200 a 1 000 mg de tiocianato. La col contiene 4 tipos de glucosinolatos en su parte activa: aglucona yantocianos. La aglucona puede contener: 50 mg/kg de tiocianato, 100 mg/kg de 93
  • 101. Tabla 8.2. Alimentos que contienen glucosinolatos Especies Col Mostaza Col de Bruselas Coliflor Nabo Cebolla Rábano Mandiocaisotiocianato y 10 mg/kg de tioizasolidina. La ingestión de 500 g de col diariadurante 2 semanas disminuye de manera significativa la fijación de iodo por latiroides.SAPONINAS Son glucósidos con propiedades tensoactivas que pueden producir espu-mas, por lo que son utilizados en algunos países como aditivos alimentarios, comocorrectores del sabor, aunque por sus propiedades tóxicas en otros países seprohíbe su uso. Tienen acción antimicótico y bacteriostática. Interactúan con el colesterol y eventualmente con proteínas de membranasde los glóbulos rojos, causando su hemólisis. Extremadamente tóxicos para ani-males de sangre fría (anfibios, peces, etc.). No se ha podido demostrar in vivo,por lo que se plantea que esta actividad hemolítica es contrarrestada por el plas-ma sanguíneo. En la tabla 8.3 se relaciona un grupo de alimentos que contienensaponinas de forma natural.ALCALOIDES (SOLANINA Y CHACONINA) Los alcaloides son bases nitrogenadas muy termorresistentes, parecidas alos álcalis. Se encuentran generalmente como glicoalcaloides, formando sales Tabla 8.3. Alimentos que contienen saponinas de forma natural Alimentos Otros Alfalfa Veneno de serpiente Espinaca Estrella marina Remolacha Esparrago Soja Té94
  • 102. con los ácidos oxálico, acético, láctico, málico, tartárico y cítrico. En este grupose distinguen más de 6 000 sustancias que tienen una actividad biológica impor-tante, ya que siguen el ciclo del metabolismo nitrogenado, por lo que puedenintervenir en las principales reacciones del metabolismo celular, además de quesuelen presentar un mimetismo hormonal; las más frecuentes son la solanina y lachaconina. Se presentan en la piel y brotes de papas inmaduras en el rango de 1 a13 mg/100 g, y son inhibidores de la colinesterasa. La solanina se acumula alretardarse la maduración, así como en el almacenamiento en frío y con luz. Lossíntomas producidos son malestares gastrointestinales, desórdenes neurológicos,estado semicomatoso y daño hemolítico del tracto intestinal. En casos graves sepresentan edemas cerebrales, coma, calambres y muerte. La DL50 en ratas (oral)es de 590 mg/kg. Su baja toxicidad se debe probablemente a que existe absor-ción lenta y rápida eliminación; además, la solanina puede ser degradada deforma enzimática a solanidina (aglucón), que es menos tóxica que la moléculaoriginal. Se considera que puede ser el agente causal de la espina bífida en elhombre. Las concentraciones difieren según la variedad. En variedades comestiblescomerciales se ha informado un contenido que está en el rango de 1,5 a 15 mg deglicoalcaloides/100 g de papa, llegando hasta 200 mg de glicoalcaloides/100 g dematerial fresco variedades silvestres, valor que está muy superior del límite per-mitido, que es de 20 mg/100 g de papa. Este tipo de sustancias tóxicas, aúndespués de sometidas a cocción producen daños severos en los animales que lasconsumen. El almacenaje y manipulación inadecuada de los tubérculos, particularmen-te su exposición a la luz, puede incrementar su actividad tóxica por el aumento delos niveles de estos compuestos que le atribuyen al tubérculo un fuerte saboramargo, por lo que se debe evitar su exposición a la luz.XANTINAS Son una familia de compuestos relativamente no tóxicos, donde se distin-guen la cafeína, teofilina, teobromina y paraxantina encontradas en mayores pro-porciones en el café, té, mate, cola y cocoa. Tienen propiedades diuréticas, son relajantes de la fibra muscular lisa, quese manifiesta sobre el músculo cardíaco. Se considera que pueda tener algúnefecto teratogénico especialmente la cafeína, la que se considera a su vez ladroga estimulante más aceptada desde el punto de vista social y, a su vez, lamenos perjudicial. Las xantinas son consideradas compuestos estimulantes del SNC en esta-dos de aburrimiento o fatiga. De acuerdo con los expertos, la cafeína estimula elcerebro al interferir en la acción de la adenosina (un trasmisor nervioso queproduce calma y tranquilidad) y provoca sensación de euforia y de fuerza duran-te algunas horas en dosis habituales de 2 a 4 tazas diarias -150 a 250 mg. Tambiénfacilita la actividad intelectual y la creatividad, al mantener despierto y en estado 95
  • 103. de alerta a su consumidor; todo esto ocurre junto con un incremento de los nive-les de adrenalina y noradrenalina, que son neurotrasmisores activadores. En elnivel del sistema cardiovascular actúa estimulando el corazón -incrementa lafrecuencia cardíaca y la fuerza de contracción- y además aumenta la presiónarterial en forma transitoria. Tanto la cafeína como la teofilina provocan disminución del flujo sanguíneocerebral por vasoconstricción de los vasos pericraneales, aliviando de esta ma-nera la cefalea; pueden ser utilizadas en el tratamiento de la migraña. Otro efecto importante es que aumenta la secreción de jugos -como elácido clorhídrico y la pepsina- en el estómago, esta acción la convierte en unadroga irritante de la mucosa gástrica, pero a su vez tiene acción antiespasmódicaen la vesícula. La cafeína posee también un leve efecto diurético, aumenta la capacidadde trabajo muscular, refuerza la contracción, así como retarda y alivia la fatiga.Por último, se considera que la cafeína tiene alguna acción sobre el metabolismode las catecolaminas, lo que se relaciona con la aparición de la esclerosis coronaria,encontrándose una correlación entre la ingestión de café y la concentración delípidos y lipoproteínas del suero en pacientes cardíacos. Provoca muy pequeñoefecto en los pulmones, dilatando los bronquios. El elevado consumo de cafeína puede provocar estado de ansiedad, excita-ción e insomnio, temblor, efectos cardiovasculares, diuresis, aumento generaliza-do de la sensibilidad y disminución de los reflejos. La teofilina y la praxanina sonmás activas farmacológicamente que la cafeína. La teobromina es la de menorpotencial. Toxicidad aguda de la cafeína: 150-200 μM en plasma. Provoca síntomastales como inquietud, excitación, delirios, temblores, taquicardia, etc. Concentraciones letales: 0,5-1 mM (75 tazas de café consumidasen 30 min). Otros estudios informan que 0,5 g de cafeínas en 5 tazas de café puedencausar falta de sueño, palpitaciones e incluso angina de pecho y que de 150 a200 mg/kg de peso corporal es letal en el hombre. La máxima concentración en la sangre se alcanza entre los 30 y 45 min dehaberla ingerido. A las 3 h ya se ha eliminado la mitad de lo que se ha absorbido. Algunos compuestos como los anticonceptivos y los fármacos para el cora-zón o las úlceras reducen la capacidad del organismo para eliminar la cafeína porlos riñones, esto puede provocar insomnio, irritabilidad y palpitaciones. La cafeínareduce el efecto sedante de algunos tranquilizantes y si se toma con algunosantidepresivos, puede causar una crisis de hipertensión arterial grave y alteracio-nes del ritmo cardíaco.ALCOHOLES Su consumo en forma moderada (200-300 g/día) ha sido asociado con dis-minución de los ataques cardíacos, sin embargo, su utilización más allá de esos96
  • 104. parámetros puede actuar como agente de gran toxicidad sobre el sistema nervio-so, la sangre, el estómago, hígado, páncreas, corazón, músculos y huesos. Debido a que el lupus es una enfermedad multisistémica, se aconseja con-sumir alcohol en forma modesta o directamente suprimirlo, porque puedeinteractuar con los antiinflamatorios y los corticoides, causando problemasgastrointestinales, úlcera péptica o gastritis; puede también interactuar con lossedantes y barbitúricos, desvirtuando sus efectos. Una intoxicación alcohólica aguda puede dar lugar a estados desobreexcitación, que desde el punto de vista físico se exterioriza en forma dereducción de la capacidad de rendimiento, alteración y parálisis circulatoria, asícomo irritación de la mucosa gástrica (gastritis, modorra). En caso de abusoprolongado de alcohol aparece una intoxicación alcohólica crónica, que puedemanifestarse mediante polineuritis, ataxia, temblor, trastornos mentales, dilata-ción cardíaca, cirrosis hepática y esclerosis renal, además, ocurre degeneraciónanímica de la personalidad. Se ha demostrado en fechas recientes que la ingestión de alcohol durante lagestación, incluso en cantidades moderadas, puede producir daños graves en elfeto, especialmente retraso en el desarrollo físico y mental; la forma más gravede este retraso, poco frecuente, se llama síndrome de alcoholismo fetal. El metanol, carbinol o alcohol metílico es el más simple de los alcoholes y secaracteriza por ser incoloro. Se denomina alcohol metálico o alcohol “de made-ra” porque originalmente se obtenía de la destilación de esta materia prima enausencia de aire. La toxicidad obedece a su transformación en ácido fórmico y formaldehído,con la propiedad de precipitar las proteínas de las vías nerviosas causando dañoirreparable, mecanismo responsable de la destrucción irreversible del nervio óp-tico que causa ceguera. El ácido fórmico, además produce acidosis metabólicasevera. La ingestión directa produce la respuesta más rápida, de 50 a 100 mL esuna dosis mortal, mientras que de 25 a 50 mL son frecuentemente mortales si elpaciente no es tratado de inmediato. La tolerancia individual varía mucho. Sedeben tomar todas las precauciones para evitar que el metanol sea ingerido porerror. Es tóxico en las formas líquida o vapor, por lo que puede ingresar al organis-mo por inhalación o a través de la piel (especialmente por vía de cortes olastimaduras) y es rápidamente absorbido por los fluidos del cuerpo. Su biotransformación se realiza principalmente en el hígado y su elimina-ción como ácido fórmico por vía urinaria. En menor porcentaje se elimina por lavía enterohepática. Tratamiento de la intoxicación por metanol:− Lavado gástrico con carbón activado en las primeras 4 h después de la inges- tión.− Líquidos parenterales. 97
  • 105. − Vendaje ocular precoz.− Tratar la acidosis mediante la administración de bicarbonato de acuerdo con los gases arteriales. Administración parenteral de etanol (1 mg/kg). Se utiliza la infusiónintravenosa de etanol absoluto diluido en dextrosa al 5 %, para pasar en 15 min,continuando con una dosis de 125 mg/kg/h con el objetivo de mantener concen-traciones sanguíneas de etanol de 100 a 200 mg/dL, las cuales causan ebriedad;este tratamiento se debe mantener durante 72 h. El etanol es la droga más antigua usada por el hombre, una de las queprovoca más dependencia y que afecta principalmente el hígado. El alcohólicosufre una variación biológica cualitativa de la respuesta del sistema nervioso. Entre los principales daños que causa su ingestión se encuentra: irrita lamucosa del esófago, el estomago y el intestino cuyas funciones digestivas altera.También puede originar diarrea crónica y cirrosis hepática, en esta enfermedadel tejido normal del hígado es reemplazado por cicatrices fibrosas que impiden elcumplimiento de las importantes funciones de este órgano; causa neumonías,abscesos pulmonares; produce insuficiencia cardíaca, alteraciones del ritmo delos latidos del corazón, su agrandamiento e hipertensión. Disminuye la actividadde los leucocitos y la resistencia de las enfermedades, provoca desinhibiciones,lentitud en los reflejos, incoordinación muscular, dificultades en la memoria, des-orientación en el tiempo y espacio. Además ocasiona modificaciones en el ca-rácter, con períodos de tristeza, pereza, irritabilidad y de violencia, pesadillas,alucinaciones nocturnas especialmente relacionadas con precipicios, animales ymonstruos que lo atacan.BIBLIOGRAFÍA Aeschbacher, H.U. (1990). Genetic toxicology of food products. Prog Clin Biol Res; 340E:117- 126. Silvestre, A.A. (1995). Toxicología de los Alimentos. En: Micotoxinas, Graciela Vaamonde:153- 92. Bello Gutiérrez, J.; López de Cerain Salsamendi (2001). Fundamentos de ciencia toxicológica. Madrid: Ediciones Díaz de Santos SA. Calabrese, A.; Astolfi, E.A. Toxicología. Ed. Kapeluz. Última edición. Delfino, R. (2000). Calidad bromatológica y nutricional de los alimentos. Buenos Aires. Córdoba, D. (2000). Toxicología. Manual Moderno. Bogotá. De Vries, J. (1997). Food Safety and Toxicity. CRC Press, New York. Derache, J. (ed.) (1990). Toxicología y seguridad de los alimentos. Barcelona: Ediciones Omega S.A. Dueñas Laita, A. Toxicología clínica de los alimentos. Barcelona: Masson S.A. (en prensa) Flanagan, J. (1997). Elementos de toxicología analítica. Londres. OMS. Frejaville, J.P.; Buordon, R. (1979). Toxicología Clínica y Analítica. Ed. Jims. Gisbert Calabuig, J.A. (2000). Medicina legal y Toxicología. Ed. Masson. 5ta. ed. Hathcock JN. (1990). Nutritional toxicology: basic principles and actual problems. Food Addit Contam;7 Suppl 1:S12-S18. Holbs, B.C. (1986). Higiene y toxicología de los alimentos. OMS. (1995). Inocuidad e idoneidad nutricional de los alimentos. Ginebra.98
  • 106. International Symposium on Nutritional Toxicology and Food Safety. 11-13 April 1989, Toulouse, France. Proceedings. Food Addit Contam 1990;7 Suppl 1:S1-S190.Cheftil, J.C. (1997). Introducción a la bioquímica y tecnología de los alimentos. Zaragoza.Linder, E. (1995). Toxicología de los alimentos. 2ª ed. Zaragoza: Ed. Acribia, S.A.—————. (1988). Toxicología de los alimentos.Lista oficial de Plaguicidas autorizados. Centro Nacional de Toxicología. 2001.Mencías, E.; Mayero, L.M. (2000). Manual de Toxicología básica. Ed. Díaz de Santos. Madrid.Miller, S.A. (1994). Toxicology and food safety regulations. Arch Toxicol 1987;60:212-216.Ministerio de Sanidad y Consumo. Compendio de datos toxicológicos y de identidad y pureza de los aditivos alimentarios. Madrid: Ministerio de Sanidad y Consumo Secretaria General Técni- ca, Centro de Publicaciones.Nollet, L.M.L. (1996). Handbook of Food Analysis. Volumes 1; 2. Marcel Dekker, New York.Valle Vega, P.; Florentino, B.L. (2000). Toxicología de los Alimentos. México DF 127.Shibamoto, T.; Bjeldanes, L.F. (1996). Introducción a la toxicología de los alimentos. Zaragoza: Ed. Acribia S.A.Shibamoto, T. (1998). Chromatographic Analysis of Environmental and Food Toxicants. Marcel Dekker, New York.Silvestre AA, (ed) (1995). Toxicología de los alimentos. Buenos Aires: Ed. Hemisferio Sur.Stewart, S. (1960). Toxicology. Mechanism and analytical chemistry. Vol. I y III. Acad. Press.Weisburger, J.H.; Jones, R.C. (1989). Nutritional toxicology: on the mechanisms of inhibition of formation of potent carcinogens during cooking. Prog Clin Biol Res;304:377-390Wolff, F.A. (1988). Nutritional toxicology: the significance of natural toxins. Hum Toxicol; 7:443- 447. 99
  • 107. CAPÍTULO 9 Micotoxinas en alimentos Eyda Otero Fernández-Trevejo La garantía de la inocuidad de los alimentos constituye un reto para produc-tores y comercializadores, así como una responsabilidad de las autoridades desalud. Muchos son los factores de origen ambiental que pueden causar contami-nación directa o indirecta por compuestos químicos que provocan daños a lasalud. Entre los múltiples factores ambientales que pueden ser causa directa oindirecta de la contaminación de alimentos y forrajes, tienen especial importancialas micotoxinas, por su amplia distribución en la naturaleza, no se limita a deter-minadas regiones sino que constituye un problema mundial. Las micotoxinas son consideradas metabolitos secundarios tóxicos produci-dos por hongos microscópicos durante la fase estacionaria de su crecimiento. Los hongos pueden acarrear peligros graves a la salud del hombre y losanimales cuando crecen de forma descontrolada, pueden cambiar la textura, elolor, el color, el sabor y la calidad de muchos alimentos, lo que contribuye a sudescomposición. Estos cambios pueden resultar favorables cuando son provoca-dos y controlados por la mano del hombre mediante el uso de cepas inocuascomo es el caso de los procesos fermentativos. El hábitat fundamental de los hongos es el suelo, y sus esporas sonaerivagantes, lo cual hace a los productos agrícolas, tanto los subterráneos comoaéreos un sustrato favorable a la contaminación, la que puede ocurrir en el cam-po desde las tempranas etapas de floración. Aunque las principales dificultadesse presentan en etapas deficientes de la poscosecha (recolección, secado, alma-cenamiento y procesamiento), donde las condiciones para la proliferación dehongos saprófitos suelen ser favorables. La presencia de propágulos de hongos no indica necesariamente la existen-cia de toxinas ya que no todas las especies son toxigénicas, sino un riesgo poten-cial de contaminación. Aunque los mayores niveles se registran en granosvisiblemente dañados, se ha demostrado que la contaminación puede apareceren granos aparentemente sanos, o en aquellos donde el hongo ha perdido suviabilidad. Los hongos productores de micotoxinas de mayor importancia pertenecena 3 géneros: Aspergillus, Penicillium y Fusarium. También pueden citarse algu-nas especies de Alternaria, Claviceps, Rhizopus, Sclerotinia, Rhizoctonia,100
  • 108. Cladosporium, Byssochlamys, etc. Sin embargo, la producción de micotoxinasestá restringida a un número pequeño de especies, e incluso a ciertas cepas deuna misma especie, estando afectada además por la disponibilidad de nutrientesen el sustrato y por diversos factores ambientales. Entre los factores ambientales más importantes que influyen sobre el creci-miento de los hongos y la producción de micotoxinas, están la temperatura y laactividad de agua (aw), que a su vez está muy relacionada con la humedad rela-tiva ambiental. En lo que respecta a la temperatura óptima y temperaturas extre-mas de crecimiento, así como para los valores de aw que resultan limitantes parael desarrollo y la biosíntesis de las toxinas, los requerimientos son variables. Enmuchos casos la producción del metabolito ocurre solo en un rango de aw consi-derablemente más elevado que el requerido para el crecimiento del hongo y enun rango de temperatura más estrecho. Otros factores que influyen en la proliferación de los hongos y la produc-ción de micotoxinas en los alimentos pueden ser los daños mecánicos y la acciónde agentes biológicos tales como insectos y roedores, los que aumentan la sus-ceptibilidad a la infección, añadiendo que los propios agentes pueden portar es-poras de hongos e introducirlas en los productos atacados. A ellos se suma lacompetencia microbiana que hace que la presencia de otras especies rivalesdisminuya o anule la producción de micotoxinas. El genoma de la planta hospedera es otro factor que hace a ciertas especiesresistentes a la infección, debido a sus características químicas. Cuando los hon-gos pueden sintetizar más de una toxina, las condiciones ambientales tambiéninfluyen sobre el tipo y la cantidad de metabolitos producidos. Muchas han sido las sustancias aisladas de alimentos y piensos, considera-das micotoxinas, pero solo unas pocas de ellas han sido involucradas como agen-tes causales de micotoxicosis humana o animal, las más importantes son lasaflatoxinas, ocratoxina A, zearalenona, tricotecenos, fumonisinas, patulina y lastoxinas del ergot entre otras. Las micotoxinas provocan efectos tóxicos a la salud, de forma aguda ocrónica en dependencia de la dosis de ingestión y el tiempo de exposición. Pue-den penetrar al organismo en su forma original cuando están presentes en losalimentos directamente contaminados, como los productos de origen vegetal.También suelen llegar biotransformadas como residuos de metabolitos presentesen los alimentos de origen animal como leche, huevo, tejidos de músculos y vís-ceras procedentes de crías que han sido alimentadas con piensos elaborados apartir de cereales enmohecidos. Las micotoxicosis aguda son fundamentalmente un problema de salud ani-mal, ya que los alimentos deteriorados son habitualmente rechazados por el hom-bre y muchas veces desviados a la alimentación animal, además son fácilmentedetectadas por la intensidad y especificidad de sus manifestaciones. Efectosagudos en el hombre han causado serias afectaciones a la salud de diferentespoblaciones en el mundo, con efectos incluso letales. 101
  • 109. Para el hombre la toxicidad crónica suele suscitar mayor preocupación, yaque está asociada al consumo de pequeñas cantidades de toxinas en períodosprolongados. Para este tipo de intoxicaciones es difícil establecer una relacióncausa-efecto, ya que los síntomas se manifiestan de manera tardía y la intensi-dad y naturaleza de los efectos puede variar por otros factores como el sexo, laedad, el estado de salud del individuo, la composición de la dieta, el tipo y laconcentración de la toxina en los alimentos, la exposición simultánea a otrosagentes tóxicos y el tiempo de exposición a la ingestión. También es común queen los alimentos aparezcan mezclas de diferentes toxinas que puedan actuar deforma sinérgica. La contaminación por micotoxinas en los alimentos, además de incidir en lasalud pública, tiene implicaciones económicas al repercutir adversamente en laproducción agropecuaria, afectar la disponibilidad de ciertos productos y sucomercialización en el ámbito regional e internacional. Muchas veces resulta difícil evaluar el impacto económico derivado no solode las pérdidas directas de cosecha y ganado, también de los costos médicos yveterinarios asociados con la micotoxicosis, y de los programas de prevención ycontrol diseñados con la finalidad de reducir el riesgo para la salud humana yanimal. Las principales micotoxinas identificadas como contaminantes de alimentosy forrajes se estudian a continuación.TOXINAS DEL ERGOT Constituyeron el primer registro de agentes causales de micotoxicosis hu-mana, que tuvieron lugar en Europa y el Lejano Oriente desde la Edad Mediahasta principios del siglo XX y que causaron la muerte a un considerable númerode personas. En 1875 fueron identificados estos compuestos como alcaloides(ergolinas) derivados en general del ácido lisérgico, entre los que se encuentranla ergotamina, ergocristina, ergocriptina y ergometrina a partir de ciertas espe-cies de mohos del género Claviceps, en particular del C. purpurea. Estas toxi-nas aparecen fundamentalmente en el centeno y otros cereales como la avena,el trigo, la cebada, etc. El ergotismo se caracteriza por la aparición de gangrenas debido a efectode vasoconstricción, lo que se conoce como “fiebre de San Antonio”. En otroscasos pueden aparecer convulsiones, en dependencia del tipo de ergolina pre-sente, y si adicionalmente se detecta deficiencia de vitamina A. Casi siempreaparecen náuseas, vómitos repetidos, mareos y cefaleas seguidos por prolonga-dos sueños de hasta 24 y 48 h. Pueden provocar contracciones uterinas, por loque es empleado en medicina como oxitóxico. Se considera que la exposición delhombre a estas toxinas está ampliamente diseminada en el mundo, aunque losniveles son muy bajos debido al proceso de beneficio y elaboración que llevan losalimentos preparados con estos productos.102
  • 110. AFLATOXINAS Las aflatoxinas son las micotoxinas de más amplia distribución en el mundo,halladas como contaminantes en muchos tipos de alimentos, por tanto han sidotambién las más estudiadas. Constituyen un grupo de compuestos fluorescentesquímicamente relacionados con estructuras de difuranocumarinas. Las más im-portantes son las aflatoxinas B1 (AFB1), B2 (AFB2), G1 (AFG1) y G2 (AFG2), queson halladas frecuentemente unidas en diferentes proporciones en los alimentoscontaminados. La AFB1 es la más frecuente y tóxica. Su nomenclatura estábasada en sus propiedades físico-químicas, ya que las B presentan fluorescenciaazul (blue) y las G fluorescencia verde cuando se observan bajo la luz ultravioleta.El subíndice 1 indica mayor movilidad cromatográfica que el 2. Algunos productos de su metabolismo pueden ser excretados por los fluidosbiológicos y considerados como mecanismo de detoxificación. Tal es el caso dela aflatoxina M1 (AFM1), principal metabolito hidroxilado excretado en la lechede los mamíferos, incluyendo el hombre, cuando han consumido alimentos conta-minados con AFB1. Sus efectos tóxicos son similares a los de AFB1 y tiene unapotencia de aproximadamente un orden de magnitud inferior que la moléculaoriginal. Otros productos del metabolismo son la aflatoxina P1, eliminada comoglucurónido, la aflatoxina Q1 y el aflatoxicol. Los procesos de biotransformaciónmetabólica, en cambio, pueden llevar a la formación de intermediarios altamentereactivos, capaces de unirse al DNA, RNA o proteínas, y conducir a lamutagénesis, carcinogénesis o efectos tóxicos agudos. Las aflatoxinas fueron descubiertas como agente causal de una micotoxicosisaguda que afectó a pavos de crianza en el año 1960 en Inglaterra y que causó lamuerte a millares de ellos, en los que se observó la presencia de lesiones en elhígado. El aislamiento de estos compuestos en una pasta de cacahuetes, usadaen la formulación de su alimento, y la posterior comprobación de su potentepotencial cancerígeno, constituyó la primera evidencia del peligro potencial querepresenta la presencia de los hongos capaces de producir metabolitos tóxicosen los alimentos. Producción. Son producidas fundamentalmente por 2 especies de hongosdel género Aspergillus: A. flavus y A. parasiticus, predominantes en las regio-nes tropicales y subtropicales. Otra especie productora a sido considerada A.nomius; estas especies son componentes comunes de la microflora de los suelosy productos agrícolas, contribuyen activamente a su deterioro. La proporción decepas no toxigénicas es mayor en la especie A. flavus, que produce fundamen-talmente aflatoxinas de los tipos B1 y G1. La mayoría de las cepas de A. parasiticusson toxigénicas y potentes productoras de las 4 aflatoxinas, al igual que las de A.nomius. En el caso de los hongos del grupo A. flavus, la temperatura óptima decrecimiento es aproximadamente 37 oC, pero la máxima acumulación deaflatoxinas tiene lugar en el rango de 25 a 30 oC, y valores de aw cercanos a 0,98con un límite inferior de 0,85. 103
  • 111. Los datos de contaminación sitúan al maní y al maíz como los cultivos demayor incidencia. También ha sido detectada en otros granos (sorgo, cebada,avena, trigo, centeno y arroz) y semillas (algodón, copra, girasol, pistacho, nue-ces, soja, almendras, legumbres, especias y algunas frutas como los higos). Enalimentos de origen animal se han encontrado residuos de AFB1 en huevos degallinas ponedoras, tejido muscular y vísceras y la AFM1 en leche de vaca yderivados. Aunque sus productores crecen con mayor facilidad en condiciones de al-macenamiento, se han encontrado cultivos de maní y maíz recién cosechados,con niveles considerables de contaminación. Esto ha demostrado que tambiénpuede ocurrir en el campo, asociado a condiciones de estrés de la planta. Toxicidad. La toxicidad de las aflatoxinas ha sido demostrada en diferen-tes especies de animales y en el hombre, y decrece en el orden de B1 a G2, o sea,B1>G1>B2>G2. La susceptibilidad de sufrir una aflatoxicosis está relacionada con la rapidezde penetración de las aflatoxinas en el hepatocito. Las funciones comunes de lacélula hepática se verán alteradas cuando logren atravesar la membrana y seintroduzcan en el núcleo, el cual capta 1/3 del total de las aflatoxinas que ingre-san en el tejido hepático. Primeramente se unen al DNA e inhiben la síntesis delRNA, derivándose una marcada disminución de la síntesis de proteína. Efectos biológicos. Las aflatoxicosis agudas han sido bien documentadasen diversas partes del mundo y fundamentalmente en aves, cerdos y ganado.Los síntomas clínicos están caracterizados por flacidez, disminución del creci-miento, desorden en la actividad gastrointestinal, síntomas neurológicos comoconvulsiones y parálisis, hemorragias múltiples y hasta incluso la muerte. Enaves se ha observado inicialmente una disminución en la producción de huevos. El hígado es el órgano blanco en los eventos de aflatoxicosis crónica, el cualse torna hiperplásico hasta extremadamente cirrótico, con fibrosis progresiva ydesarrollo de tumores, tiene como características microscópicas aumento y necrosisen las células del parénquima hepático, degeneración grasa, fibrosis y prolifera-ción de los conductos biliares. La hepatotoxicidad es debida a la biotransformación de la AF-B1 en el híga-do, en 2 fases mediadas por la acción de las oxidasas microsomales de funciónmixta. Por un lado ocurren reacciones de glucuronización, sulfación y acetilacióno reacción con glutatión, dando lugar a metabolitos fácilmente excretables. Porotro lado las reacciones de oxidación, reducción e hidroxilación originan el 2,3epoxiaflatoxina B1 (compuesto mutagénico que forma aductos con el DNA), elcual al unirse a las macromoléculas de las células hepáticas provoca daños comohígado graso y pálido, necrosis moderada a intensa y hemorragias. La teratogénesis ha sido observada en hamsters con 8 días de preñadas, alos que se les inyectó por vía intraperitoneal AF-B1 a razón de 8 mg/kg de pesocorporal, lo que provocó un elevado porcentaje de fetos malformados, muertos oreabsorbidos. Este efecto de las AFs, como ocurre para otros teratógenos, se104
  • 112. observa de forma más marcada en los primeros estadios de la diferenciaciónmorfológica y depende de la dosis. La carcinogénesis resultante de estudios realizados en ratas, pavos y mo-nos se ha demostrado con la formación de tumores, localizados en hígado, colony riñón. La hepatocarcinogenicidad de la AF-B1 ha demostrado ser mayor res-pecto a las AFs B2 y G2. También ha sido demostrada en otras especies deanimales en las que se constató la presencia de tumores de hígado en tiemposvariables, después de comenzar a ingerir la dieta contaminada como se muestraen la tabla 9.1. En determinadas condiciones puede observarse tumores en otrosórganos como estómago, esófago, riñón o colon.Tabla 9.1. Efectos carcinogénicos de la AFB1 Duración de Frecuencia de formaciónEspecies Dosis la exposición de tumores (%)Pato 30 µg/kg en dieta 14 meses 8/11 (72)Trucha 8 µg/kg en dieta 1 año 27/65 (40)Mono 100-800 mg total 2 años 3/42 (7)Rata 100 µg/kg en dieta 54-88 semanas 28/28 (100) La AFB1 es uno de los más potentes hepatocancerígenos naturales conoci-dos. En algunas cepas de ratas se verificó un aumento apreciable de tumorescon niveles dietéticos de 1 µg/kg. Los efectos cancerígenos en animales de gran-ja no tienen demasiada importancia económica, ya que en la mayoría de loscasos el período de vida útil de los animales es normalmente menor que el reque-rido para producir cáncer, es decir, los animales son sacrificados antes de laaparición de los tumores. Otros efectos asociados a la exposición de aflatoxinases la inmunosupresión. Evidencias epidemiológicas de aflatoxicosis agudas y crónicas. Exis-ten abundantes evidencias epidemiológicas que señalan a las aflatoxinas comoproductoras de enfermedades humanas en diversas partes del mundo. El consu-mo de alimentos altamente contaminados originó algunos episodios de toxicidadaguda, aunque han sido poco frecuentes y en general restringidos en áreas condeficiencias alimentarias serias (Taiwan, India, Tailandia y Kenya). El brote másimportante tuvo lugar en 1974 en varias aldeas de una región al noroeste de laIndia, el cual afectó a casi 400 individuos, con un total de 106 casos fatales. Elhecho fue atribuido a que el maíz, uno de los componentes básicos de la dieta dela población, estaba fuertemente contaminado con aflatoxinas, debido a condi-ciones climáticas adversas. Los análisis realizados posteriormente revelaron ni-veles muy altos de contaminación (15 mg/kg) en el maíz consumido por algunasfamilias. Los pacientes fueron afectados por hepatitis acompañada de ictericia,vómitos, breves períodos de fiebre y anorexia. La muerte de los pacientes fueprecedida por fuertes hemorragias gastrointestinales. 105
  • 113. En 2 villas de Taiwan, 26 personas se intoxicaron con arroz elaborado, quecontenían 200 µg/kg de AFB1, 7 adultos sufrieron solo síntomas ligeros, 19 niñosdesarrollaron edemas en las piernas, dolores abdominales, vómito, inflamaciónen el hígado y fiebre, en 3 de ellos ocurrió la muerte de 6 h a 1 mes de iniciado lossíntomas. Se ha considerado que las aflatoxinas podrían ser el agente causal de lacirrosis aparecida en niños de diversas áreas de la India, Sri Lanka, países delsureste de Asia, oeste de África, Medio Oriente y el Caribe. Esta enfermedadafecta principalmente a niños entre 1 y 1,5 años de edad. Los cambioshistopatológicos son: infiltración de las células del hígado, seguido de desintegra-ción de las células, fibrosis, orina amarilla, ictericia, acumulación de líquido en elabdomen y edemas en las piernas. Las muestras de almendras colectadas de lasfamilias afectadas mostraron niveles de contaminación entre 2 y 100 µg/kg deAFB 1. Las aflatoxinas podrían estar relacionadas con una enfermedad conocidacomo síndrome de Reye, una encefalopatía combinada con degeneración grasadel hígado, que se da en niños y adolescentes, con una baja incidencia pero conmortalidad elevada. Investigaciones llevadas a cabo en diversos países especial-mente en Tailandia, donde este síndrome es bastante frecuente, se demostró lapresencia de aflatoxinas en el hígado de los pacientes que habían muerto por estaenfermedad, en tanto que la toxina estaba ausente en los tejidos de pacientes quehabían muerto por otras causas. Este síndrome también se asocia con ciertasenfermedades virales, por lo que en la actualidad, si bien no se excluye la posibi-lidad de que las aflatoxinas estén implicadas, se cree que no sería el único agentecausal. Los primeros síntomas de la enfermedad son vómitos, niveles bajos deglucosa sanguínea, convulsiones y presencia de amoníaco en la sangre, coma ymuerte. En la India se encontró aflatoxina B1 y M1 en la leche de las madres de niñoslactantes que presentaban cirrosis hepática, así como también AFM1 en la orinade los niños. En relación con la salud humana, el problema principal es el de la aflatoxicosiscrónica asociada con la incidencia de cáncer primario de hígado, lo que se hademostrado en estudios epidemiológicos de diferentes áreas geográficas (Tailandia,Swazilandia, Mozambique, Uganda y Kenia). En Mozambique, donde se repor-taba la mayor incidencia mundial de cáncer de hígado, se estimó una ingestiónper cápita de aflatoxinas varias veces mayor que en otras regiones estudiadas.La mayoría de estos estudios fueron criticados por no tener en cuenta posibleincidencia de otros factores ambientales, como el virus de la hepatitis B, muycomún en estos países. Aún considerando estas limitaciones, la OMS y el JECFA(1999) consideraron que las aflatoxinas son carcinógenos para el hígado huma-no, siendo la AFB1, la más potente. La potencia de las aflatoxinas en individuosportadores de hepatitis B es considerablemente mayor que en los individuos noportadores.106
  • 114. OCRATOXINAS Las ocratoxinas fueron descubiertas en África del Sur por un grupo decientíficos que frecuentemente aislaban cepas de Aspergillus ocraceus, res-ponsables de ciertos efectos tóxicos en animales de laboratorios. Se conocen 3 compuestos de este grupo con estructuras químicas similares,la ocratoxina A fue la más tóxica, presenta en su molécula un átomo de clororesponsable de su carácter tóxico. Se conocen como ocratoxinas a un grupo de compuestos que poseen âfenilalanina ligada a una isocumarina por el grupo amida. De los metabolitosidentificados en este grupo la de mayor importancia por sus efectos tóxicos y suamplia distribución en la naturaleza y en los alimentos es la ocratoxina A. Hongos productores. La ocratoxina A es producida de forma natural porlos hongos A. ocraceus y P. viridicatum, aunque algunas cepas de P. verrucosumson productoras muy potentes de esta toxina. Las condiciones ambientales parala producción de ocratoxina A en alimentos son: aw óptima de 0,99 con un valorlímite de 0,85 y temperatura óptima de 31 °C con un recorrido que varía de 19 a37 °C. Esta toxina se produce por P. verrucosum a temperatura óptima de 24 °Cy aw óptima de 0,97 con un valor límite de 0,9. Alimentos más susceptibles a la contaminación. La ocratoxina A se haencontrado en maíz, trigo, sorgo, arroz y café verde. La cebada y la avena hansido los cereales con niveles de contaminación más elevados informados enDinamarca, otros países escandinavos, las zonas de los Balcanes y la India.También han sido encontrados residuos de ocratoxina A en vísceras y huevos degallinas ponedoras y en leche de mamíferos. Toxicidad. Efectos biológicos. La ocratoxina A es una sustancianefrotóxica. Estas toxinas atacan de forma selectiva al riñón, afectan fundamen-talmente los túbulos proximales, también algunas tienen actividad hepatotóxicasobre todo si se ingieren en altas dosis. Se ha demostrado sus efectos teratogénicosy carcinogénicos en varias especies de animales. En dosis elevadas administra-das a animales, pueden observarse daños en diferentes órganos y tejidos, asícomo en niveles bajos de exposición los daños se manifiestan solo en los riñones.Las lesiones incluyen degeneraciones de los túbulos, fibrosis intersticial y mástarde hialinización de los glomérulos con alteración de la función renal. Estatoxina resultó ser teratogénica en todas las especies estudiadas y existen ciertasevidencias de su acción sobre el sistema inmunológico. Son las responsables dela enfermedad conocida como nefropatía de los Balcanes, por ser endémica deesta área geográfica. Efectos bioquímicos. Inhibe la síntesis proteica, por competir con lafenilalanina en la reacción catalizada por la fenil-ARN sintetasa. Interfiere en lafosforilación oxidativa y el organelo blanco es la mitocondria. Evidencias epidemiológicas. La ocratoxina A ha sido involucrada en mico-toxicosis denominada “nefropatía porcina” que es endémica en Dinamarca. Es-tudios realizados en ese país permiten asociarla con la presencia de concentraciones 107
  • 115. elevadas de esta toxina en la dieta de los cerdos; además, se detectó la presenciade la toxina en el 35 % de los riñones de animales afectados, en tanto que noaparece en riñones de animales sanos. La ocratoxina A puede ser encontrada engranos junto con citrinina u otras toxinas del Fusarium, provocando un efectosinérgico en su toxicidad. Existe en ciertas zonas del área de los Balcanes (Bulgaria, Rumania y Yu-goslavia) una nefropatía endémica cuyas características clínicas e histopatológicasguardan similitudes estrechas con la nefropatía porcina. Algunos estudios preliminares indican que los alimentos consumidos en laszonas endémicas tienen mayor frecuencia y niveles de contaminación conocratoxina A que los provenientes de las zonas no endémicas. En otras áreas donde la exposición humana a esta toxina es baja (ejemplo,EE.UU. y Canadá) podría ser preocupante la toxicidad crónica, ya que experien-cias con animales indican que es cancerígena para algunas especies, aunque nose han realizado estudios epidemiológicos.ZEARALENONA Es una sustancia estrogénica (con actividad hormonal) derivada del ácidoresorcílico. También se encuentra en los alimentos su derivado hidroxilado(zearalenol) con similares efectos estrogénicos. Este compuesto por su actividadanabólica ha sido utilizado para incrementar el rendimiento del ganado bovino; suuso actualmente está muy restringido debido a sus efectos tóxicos. Fue descu-bierta en millo enmohecido con Fusarium graminearum, implicado en la etiolo-gía de un síndrome de hiperestrogenia en porcinos. Hongos productores. Es producida por numerosas especies del géneroFusarium. Las que se involucran con mayor frecuencia en brotes dehiperestrogenismo, causados fundamentalmente por la ingestión de maíz conta-minado, son F. graminearum y F. roseum. Estos hongos requieren elevada dis-ponibilidad de agua en el sustrato. En su mayoría son fitopatógenos, capaces deinvadir los cultivos en el campo y crecen limitadamente en granos almacenados.Su desarrollo se ve favorecido por temperaturas relativamente bajas (10-15 °C).La toxina se produce a temperatura óptima de 25 °C y una aw óptima de 0,97 conun valor límite de 0,90. Alimentos más susceptibles a la contaminación. Aparece con frecuenciaen el maíz en concentraciones elevadas. También se ha detectado en trigo, ave-na, cebada, sorgo, millo, sésamo, heno y piensos balanceados. Su incidencia noestá solo restringida a los cereales, también se ha encontrado en otros productosvegetales como la yuca (mandioca), plátano (banano) y porotos. Recientementese han encontrado residuos de esta toxina en cervezas y otros productos fermen-tados a partir de millo y sorgo. Toxicidad. La toxicidad aguda de la zearalenona es baja y variable, depen-de de la especie animal. Su importancia reside en las alteraciones que produceen el aparato reproductor de los animales, cuando las concentraciones en los108
  • 116. alimentos exceden el nivel de 1-5 p.p.m. Los cerdos son los animales más sensi-bles, los efectos son más evidentes en las hembras como vulvovaginitis, aumentode tamaño de las glándulas mamarias, prolapso del útero y recto e hipoplasia deovario; en los machos el efecto es la atrofia testicular e infertilidad. La ingestiónde alimentos contaminados por cerdas gestantes ha sido asociado con abortos,camadas pequeñas y mortalidad de los recién nacidos. Otros animales afectadospueden ser el ganado lechero y las aves. Evidencias epidemiológicas. Hasta el presente no se ha demostrado quela zearalenona constituya causa de enfermedades que afectan al hombre, sobretodo en aquellos casos de hiperestrogenismo humano. De todas formas es con-veniente controlar la exposición de esta toxina en la población, mediante los ali-mentos, teniendo en cuenta sus efectos teratogénicos en ratas.TRICOTECENOS Son alrededor de 30 compuestos biológicamente activos y relacionados desdeel punto de vista químico. Su estructura básica es de un sesquiterpeno, con gru-pos que alternan diferentes posiciones; entre los de mayor importancia se en-cuentran la toxina T-2, el nivalenol, el deoxinivalenol (DON o vomitoxina) y eldiacetoxiscirpenol (DAS), todos ellos involucrados como contaminantes natura-les en micotoxicosis que afectan al hombre y los animales. Además de los men-cionados, la toxina HT-2, la fusarenona X y el neosolaniol se consideran importantesdesde el punto de vista de la toxicología alimentaria. El DON es uno de lostricotecenos más distribuido en los alimentos, pero a la vez, uno de los menostóxicos. La toxina T-2 es mucho más peligrosa, pero afortunadamente más espo-rádica. Hongos productores. Los tricotecenos son producidos por varios géne-ros de hongos como Myrirhecium, Cephalosporium, Stachybotrys y Trichoderma.El productor más importante es el Fusarium, ya que algunas especies de estegénero han sido aisladas de alimentos e involucradas en micotoxicosis que afec-tan al hombre y los animales. El productor más importante de toxina T-2 es F. spotrichioides, además deF. poae. El DON es producido fundamentalmente por F. graminearum y F.culmorum. Alimentos más susceptibles a la contaminación. Los cultivos más afec-tados son: el trigo, el maíz y la cebada, especialmente cuando se les obtiene enregiones de clima frío o templado y en condiciones de humedad elevada. Lacontaminación con estos metabolitos ocurre fundamentalmente en las etapas deprecosecha. Se ha demostrado la aparición simultánea de 2 toxinas derivadas dela familia de los tricotecenos, por ejemplo en Japón, el nivalenol se ha encontradocon el DON en trigo y arroz. La zearalenona puede encontrarse junto con lostricotecenos en estos cereales. Toxicidad. Desde el punto de vista toxicológico son considerados en conjuntoporque sus efectos biológicos son muy similares. En las intoxicaciones agudas no 109
  • 117. existe un órgano blanco definido y los síntomas son muy variados. En animalesde granja los tricotecenos originan daños a las mucosas de los órganos digesti-vos, hemorragias de los órganos internos y meníngeas con otros trastornosneurológicos asociados. Las manifestaciones más agudas consisten en vómitos y diarreassanguinolentas, depresión y falta de apetito, así como es usual encontrar lesionesnecróticas y hemorrágicas en nariz, boca y tejido subcutáneo. Además existentrastornos hematológicos, en particular leucopenia muy pronunciada asociadacon hipoplasia notoria de la médula ósea. Muchos de estos síntomas se hanobservado en brotes de micotoxicosis en ganado vacuno, porcino y aves de co-rral, asociadas al consumo de alimentos contaminados con tricotecenos, particu-larmente la toxina T-2. El DON, conocido también como vomitoxina, actúa sobre el sistema ner-vioso central y causa un síndrome emético, así como rechazo de los alimentos.Los cerdos son particularmente sensibles a estos efectos observados con dosistan bajas como 50 µg/kg. Evidencias epidemiológicas. En la actualidad se conoce que lostricotecenos, principalmente la toxina T-2 es la responsable de la enfermedadendémica registrada en Rusia durante la II Guerra Mundial. Conocida como leucopenia tóxica alimentaria; la epidemia fue causada porel consumo de granos invadidos por hongos del tipo F. poae y F. sporotrichioides.Años después se comprobó que estas cepas habían producido la toxina T-2 yprobablemente otros tricotecenos, favorecidos por las bajas temperaturas a laque se hallaban los granos. El estado nutricional deficiente de la población agudizólos efectos de esta micotoxicosis que se manifestaron con hemorragias severas,lesiones necróticas en la cavidad oral, esófago y estómago, y particularmentemarcada leucopenia, resultado de la acción sobre la médula ósea y alteración delsistema hematopoyético. La mortalidad fue elevada y el problema desapareciócuando la población dejó de consumir los granos contaminados. Aunque los datosno son suficientes, la presencia de estas toxinas en los alimentos constituye unapreocupación para las autoridades de salud, especialmente en los países de cli-mas templados o fríos.FUMONISINAS Las fumonisinas son una familia de compuestos relacionados estructuralmentederivados de los diésteres de propano-1,2,3-ácido tricarboxílico y del 2-amino-12,16-dimetil polihidroxieicosano, que están muy distribuidos en el mundo. Se hanaislado 8 análogos de fumonisinas, desde que se descubrió en 1988 la FB1, elmiembro de mayor significación toxicológica. Las concentraciones de FB1 en loscereales y piensos suelen superar las de FB2 y FB3 en 3 veces o más. Hongos productores. Las fumonisinas son producidas por hongos de va-rias especies de Fusarium morfológicamente afines (F. moniliforme, F.proliferatum, F. globosum, F. napiforme y otros) que pueden producir estas110
  • 118. toxinas hasta en concentraciones de g/kg en maíz esterilizado. F. moniliforme yF. proliferatum figuran entre los hongos más comunes asociados con el maíz yque pueden encontrarse en la mayoría de los granos de maíz, incluso los aparen-temente sanos. Las temperaturas óptimas para el crecimiento del F. moliniformey F. proliferatum son de 30 a 15 oC, respectivamente, con una actividad de aguaentre 0,93 y 0,98. Estas especies de Fusarium causan la podredumbre del grano de maíz, quees una de las enfermedades más importantes de la espiga en las regiones cálidasy está asociada con años cálidos y secos y/o daños de insectos. Existe una fuerterelación entre los daños por insectos y la podredumbre del grano por Fusarium.En espigas de maíz contaminadas naturalmente con F. moliniforme se observógran influencia de las condiciones ambientales en la infestación de la espiga y laacumulación de fumonisinas. Desde que comenzó la vigilancia en los EE.UU.,los años cálidos y secos arrojan mayores concentraciones que los años fríos.Asimismo, en condiciones normales, el maíz cultivado en zonas más frías noresulta contaminado considerablemente por las fumonisinas. Alimentos más susceptibles a la contaminación. Se ha encontradofumonisina B1 (FB1) en el maíz y productos de maíz procedentes de África, Asia,EE.UU., Canadá, América del Sur y Europa. Se han hallado niveles altísimos enel maíz de regiones de Sudáfrica (hasta 117 mg/kg) y de China (150 mg/kg),zonas de gran incidencia de cáncer de esófago. Los productos del maíz para consumo humano están contaminados por logeneral con niveles inferiores a 1 mg/kg, aunque distintos productos de algunospaíses pueden alcanzar niveles muchos mayores. En Italia se han encontradoelevados niveles de FB1 (20 mg/kg) en alimentos que contienen maíz. Toxicidad. Las fumonisinas son consideradas agentes causales de laleucoencefalomalacia equina (enfermedad del cerebro que suele ser fatal) y delsíndrome de edema pulmonar porcino (inflamación de los pulmones y del tórax);ambos casos están asociados con el consumo de piensos que contienen maíz. LaFB1 es hepatotóxica en la mayoría de las especies animales, entre ellas, ratas,caballos, conejos y cerdos. La embriotoxicidad y la teratogenicidad solo se dan,según se ha observado, con una toxicidad materna simultánea o subsiguiente. Las fumonisinas son nefrotóxicas en cerdos machos, ratas, ovejas y cone-jos. En las ratas y conejos la toxicidad renal se presenta con dosis inferioresrespecto a la toxicidad del hígado. Desde el punto de vista experimental, la expo-sición a FB1 va asociada con unos niveles elevados de colesterol en la sangre ycon alteraciones inmunológicas en varias especies de animales. La FB1 inhibe elcrecimiento celular y provoca acumulación de bases espingoides libres y trastor-nos del metabolismo de los lípidos en animales y algunas plantas. Las fumonisinas no son mutágenas en el ensayo de Salmonella, y no indu-cen la síntesis del ADN imprevista en los ensayos de reparación de ADN invitro e in vivo en hepatocitos de ratas. Las fumonisina B1 producen carcinomade las células del hígado y de los conductos biliares en ratas; parece que el cáncerde hígado inducido por la FB1 en las ratas, se desarrolla sobre una hepatitis tóxica 111
  • 119. crónica que culmina en cirrosis. La FB1 es un promotor cancerígeno potente einfluye en el desarrollo del cáncer en ausencia de una hepatoxicidad excesiva aun nivel alimentario más bajo. No hay suficientes datos para concluir si la FB1 es un carcinógeno en todasu extensión. Evidencias epidemiológicas. A pesar de casos de exposición humanamuy elevada, no hay evidencias confirmadas de una toxicidad aguda por FB1 enseres humanos, aunque en la India se ha producido un brote sospechoso. Pruebas epidemiológicas disponibles han informado conexión entre la ex-posición alimentaria a las fumonisinas y el cáncer de esófago en 3 regiones. En laregión de Transkei, Sudáfrica, se dan índices elevados de cáncer de esófago enzonas donde se ha demostrado la existencia de exposición relativamente elevadaa las fumonisinas y las condiciones ambientales fomentan la acumulación defumonisinas en el maíz, que es el alimento básico de esa región. Sin embargo,otros factores como las deficiencias nutricionales, las nitrosaminas y otrasmicotoxinas confunden la asociación de cáncer de esófago con las fumonisinas.En China se han señalados también elevados niveles de fumonisinas en el maízprocedente de zonas de alto riesgo para el cáncer de esófago, no obstante, losdatos comparados de niveles de fumonisinas en el maíz entre zonas de riesgo altoy bajo, no son concluyentes.PATULINA La patulina es una micotoxina producida por varios hongos de los génerosAspergillus, Penicillium y Byssochlammys. Inicialmente se aisló a partir dePenicillium claviforme y su interés se centró en sus propiedades como antibió-tico de amplio espectro; puede detectarse en frutas, hortalizas, cereales, forrajesy quesos; está presente en numerosas frutas frescas tras la infección natural porPenicillium, la contaminación más frecuente es la provocada por Penicilliumexpansum, se halla en determinadas formas de podredumbre de las manzanasdañadas en la superficie, como el “moho azul”. El grado de contaminación estárelacionado con el grado de podredumbre, y la patulina apenas se extiende fuerade los tejidos dañados: por consiguiente, la exposición humana es más probable apartir del consumo de frutas elaboradas como pulpas, purés, jaleas y fundamen-talmente los jugos, no obstante, no puede excluirse su presencia en las frutasaparentemente sanas. Toxicidad. Tiene efecto citotóxico, nefrotóxico, hepatotóxico e inmunotóxico,aunque este último se observa en niveles muy superiores a la dosis sin efecto.Por su elevada reactividad electrofílica inhibe varias enzimas como la ARN-polimerasa y ADN-polimerasa. Afecta la transcripción y la traducción, así comocausa rupturas en el ADN, pero no una síntesis no programada de este; da lugara aberraciones cromosómicas sin intercambio de cromátidas hermanas. Por con-siguiente no hay pruebas evidentes de su potencialidad cancerígena, aunque losexpertos coinciden en cuanto a la necesidad de realizar estudios de carcinogénesisen otras especies distinta a las ratas.112
  • 120. La ingestión diaria máxima tolerable y provisional (IDMTP) es 0,4 µg/kg dep.c./d.MÉTODOS DE ANÁLISIS Los métodos cromatográficos han sido los más utilizados para la determina-ción de micotoxinas en alimentos y piensos. Tanto la cromatografía de placadelgada (TLC) como la cromatografía líquida de alta resolución (HPLC), demayor sensibilidad y precisión, se combinan recientemente con procedimientosde purificación en fase sólida o columnas de inmunoafinidad, que garantizan laobtención de extractos mucho más puros. También han sido desarrollados métodos inmunoenzimáticos con la ventajade que la muestra no requiere procedimientos de purificación y puede ser desa-rrollado directamente en el terreno.PREVENCIÓN Y CONTROL La principal vía de entrada de las micotoxinas a la cadena alimentaria de lapoblación humana y de los animales es a través de los alimentos de origen vege-tal, sobre los cuales se ha producido el crecimiento de los hongos toxigénicos.También es posible que se incorporen a la cadena alimentaria humana por ali-mentos de origen animal (huevo, carne y leche), aunque es poco probable queestos residuos puedan provocar algún tipo de intoxicación. Las micotoxinas son en general moléculas muy estables, una vez ocurridala contaminación es muy difícil eliminarlas de los alimentos. No se les puededestruir con tratamientos térmicos, y si bien se han propuesto algunos métodosde destoxificación (ejemplo, tratamiento con amoníaco y extracción con solven-tes), ninguno de ellos hasta el momento ha resultado ser suficientemente eficazcomo para ser llevado a la práctica. La utilización de las propiedades absorbentes de ciertos silicatos(aluminosilicatos de calcio y sodio hidratados) que mezclados con los piensosretienen las toxinas presentes es actualmente un método muy difundido; estoscomplejos bloquean la molécula química de las micotoxinas e impiden que estaactúe y luego son excretados por las heces del animal, por lo que se insiste en lasmedidas de prevención que deben aplicarse en las diferentes etapas de la cadenade producción de los alimentos. Existen factores biológicos y ambientales que pueden promover la forma-ción de micotoxinas en el campo, entre los que se incluyen la invasión por insec-tos, la susceptibilidad o resistencia de los cultivos, las deficiencias nutricionalesde las plantas, las condiciones de sequía o lluvias excesivas, etc. Como medidaspreventivas en esta etapa se sugieren las buenas prácticas agrícolas como larotación de cultivos, preparación adecuada de los suelos, control de plagas einsectos, irrigación y empleo de variedades de plantas resistentes a la invasión dehongos toxigénicos. 113
  • 121. En la etapa de la cosecha es importante recolectar los productos en elestado justo de madurez y evitar los daños mecánicos. La etapa de poscosechaes crítica, principalmente en relación con ciertas toxinas producidas por Aspergillusy Penicillium. Un control de la temperatura ambiental, de la humedad y la airea-ción son los parámetros principales que permiten lograr el almacenamiento segu-ro. Una forma adecuada de prevenir la incorporación de toxinas peligrosas a lacadena alimentaria del hombre es el desvío de productos altamente contamina-dos para otros fines, ejemplo, la alimentación animal. El alimento de origen animal más susceptible a la contaminación es la leche,la cual puede contener niveles de aflatoxinas M1 que pudieran ser peligrosos,especialmente para la población infantil, por lo que este alimento debe ser estric-tamente controlado si consideramos su efecto cancerígeno. En el caso de losanimales productores de leche se recomienda evitar que estos ingieran piensosaltamente contaminados con micotoxinas, por lo que es necesario establecer uncontrol en las fábricas de piensos sobre la calidad sanitaria de los mismos.LEGISLACIÓN SOBRE LA PRESENCIA DE MICOTOXINAS EN ALIMENTOS La necesidad de establecer una legislación para fijar límites en la concen-tración de micotoxinas en alimentos para humanos y animales está generalmentereconocida en varios países del mundo. Casi todos los países desarrollados tie-nen reglamentaciones para las micotoxinas; por el contrario, muy pocos paísesen vías de desarrollo, donde la agricultura es el renglón más importante y seproduce de forma más artesanal, tienen una legislación para las micotoxinas. Las micotoxinas no son sustancias agregadas intencionalmente como suce-de con algunos aditivos o plaguicidas, tampoco son componentes naturales de losalimentos, como es el caso de otras sustancias tóxicas. Para algunas micotoxinas-como las aflatoxinas- con demostrado poder cancerígeno en los animales y elhombre es deseable evitar por completo su aparición en los alimentos. Sin em-bargo, se acepta que las micotoxinas no pueden ser eliminadas completamentemodificando ciertos aspectos de las prácticas agrícolas y de manufactura, por-que su presencia es el resultado de un conjunto complejo de condiciones climáticas. Parece ser que en algunos productos y en determinadas condiciones esinevitable cierto grado de contaminación. Por otra parte, todavía no se ha podidoestablecer con certeza, ni aún en el caso de las aflatoxinas, cuál es el nivel pordebajo del cual se puede asegurar que no hay efectos adversos (NOAEL). Loslímites máximos permitidos se han establecido sobre la base de soluciones decompromiso entre los intereses de los productores y la protección a la salud delos consumidores. Uno de los argumentos en favor de permitir cierto nivel decontaminación en los alimentos es que, al aplicar límites muy estrictos, existe elpeligro de tener que desechar alimentos necesarios para evitar el hambre enalgunas poblaciones. La situación es crítica cuando se debe evitar el riesgo decáncer sin llegar a la pérdida de alimentos indispensables. También se debe tener en cuenta que el límite máximo permitido no debeser menor que la sensibilidad de los métodos analíticos. En la actualidad las114
  • 122. micotoxinas de mayor importancia pueden ser detectadas cualitativa ycuantitativamente, aún en laboratorios de mediana complejidad, con límites dedetección satisfactorios. Para las aflatoxinas el límite de detección es de aproxi-madamente 0,1 µg/kg.BIBLIOGRAFÍA Silvestre, A.A. (1995). Toxicología de los Alimentos. En: Micotoxinas, Graciela Vaamonde:153- 92. Abdelhamid, A.M.; Dorra, T.M. (1990). Study on effects of feeding laying hens on separate mycotoxins (aflatoxins, patulin, or citrinin) contaminated diets on the egg quality and tissue constituents. Arch Tierernahr 40(4):305-16. Bello, J.; López de Cerain, A. (2001). Fundamentos de Ciencia Toxicológica. Ed. Díaz de Santos S.A. Madrid. Becci, P.J. et al. (1981). Long Term Carcinogenicity and Toxicity Studies of Patulin in the Rat. Journal Appl Toxicol 1:256-8. Córdoba, D. (2000). Toxicología. Manual Moderno. Bogotá. Comité del Códex sobre aditivos alimentarios y contaminantes en los alimentos. (1997) 30a reunión, La Haya, Países Bajos, Marzo 17-21. Comité del Códex sobre aditivos alimentarios y contaminantes en los alimentos. (1998) 30a reunión, La Haya, Países Bajos, Marzo 5-13. Comisión del Códex Alimentarius. (1999). Documento de síntesis relativo a la patulina (preparado para la 31a reunión del Comité del Códex sobre Aditivos Alimentarios y Contaminantes de los Alimentos) CX/FAC 99/16, enero. Derache, R. (ed.) (1990). Toxicología y seguridad de los alimentos. Omega. Barcelona. De Campos, M. (1991). Condiciones que favorecen el crecimiento de hongos y la producción de micotoxinas. Taller Conjunto FAO/OPS sobre prevención y control de micotoxinas en América Latina y el Caribe. FAO/OPS Roma:114-26. Fennema, O.R. (1992). Química de los alimentos. Acribia. Zaragoza. Hodgson, E.; Levi, P.E. (1997). A Textbook of Modern Toxicology. Appleton & Lange. Stamford. CO. Lindner, E. (1994). Toxicología de los alimentos. Acribia. Zaragoza. Mencías, E.; Mayero, LM. (2000). Manual de Toxicología básica. Ed. Díaz de Santos. Madrid. Otero E. (2004). Micotoxinas en Nutrición. Editorial MINSAP. Otero E, Arias JA, Sersa R. (2001). Validación de un método para determinar patulina en jugos y puré de frutas por HPLC. Rev Cubana de Alimentación y Nutrición 15 (1). Otero E, Arias JA, Sersa R. (2001). Presencia de patulina en puré y jugos de frutas. Alimentaria (321):133-35. Otero E., Arias JA., Arauce J., Sersa R. (2004). Validación de método para determinar fumonisina B1 por HPLC empleando fluorescamia como agente derivatizante. Alimentaria (356): 33-6. Valle Vega P., B.L. Florentino. (2000). Toxicología de los Alimentos. México DF. Roll R, Matthiaschk G, Korte A. (1990). Embryotoxicity and mutagenicity of mycotoxins. J Environ Pathol Toxicol Oncol 10(1-2):1-7. Shibamoto T., Bjeldanes LF. (1996). Introducción a la toxicología de los alimentos. Zaragoza, Ed. Acribia. Trucksess MW, Tang Y. (1999). Solid-phase extraction method for patulin in apple juice and unfiltered apple juice. JAOAC Int 82(5):1109-13. Wurgler FE, Friederich U, Schlatter J. (1991). Lack of mutagenicity of ochratoxin A and B, citrinin, patulin and cnestine in Salmonella typhimurium TA102. Mutat Res 261(3):209-16. Related Articles, Books, LinkOut. 115
  • 123. CAPÍTULO 10 Aditivos alimentarios Grettel García Díaz y Miguel O. García Roché Los aditivos alimentarios se emplean desde que el hombre aprendió a con-servar los alimentos de la cosecha para el año siguiente, la carne y el pescadocon técnicas de salazón y ahumado. Los egipcios utilizaban colorantes y aromaspara realzar el atractivo de algunos alimentos, y los romanos empleaban salmue-ra (nitrato potásico), especias y colorantes para conservar y mejorar la aparien-cia de los alimentos. Los cocineros han utilizado a menudo levadura para hacercrecer ciertos alimentos, espesantes para salsas y colorantes, como la cochinilla,para transformar materias primas de buena calidad en alimentos seguros, salu-dables y apetecibles. En general, los propósitos de la cocina casera tradicional yde la industria alimentaria, que emplea métodos de elaboración para preparar yconservar los alimentos, son los mismos. Gracias al desarrollo de la ciencia y la tecnología de la alimentación en losúltimos 50 años, se han descubierto varias sustancias nuevas que pueden cumplirfunciones beneficiosas en los alimentos, y estas sustancias, denominadas aditi-vos alimentarios, están hoy al alcance de todos. Se define como aditivo alimentario a una sustancia que normalmente no seconsume como alimento ni se usa como ingrediente característico del alimento,tenga o no valor nutritivo. Su adición intencional al alimento con un fin tecnológi-co (incluso organoléptico) en la fabricación, elaboración, preparación, tratamien-to, envasado, empaquetamiento, transporte o conservación de ese alimento, resultao es de prever que resulte (directa o indirectamente) en que él o sus derivadospasen a ser un componente de tales alimentos o afecten las características deestos. El término no comprende los contaminantes ni las sustancias añadidas alos alimentos para mantener o mejorar la calidad nutricional, ni el cloruro desodio. Los aditivos alimentarios constituyen tóxicos intencionales, pues se adicio-nan a los alimentos para lograr un objetivo tecnológico o una propiedad funcional(lo cual constituye la base para su clasificación), la dosis de uso es semejantes alos residuos que aparecen en los alimentos. Los aditivos alimentarios desempeñan un papel muy importante en el com-plejo abastecimiento alimenticio de hoy día. Nunca antes ha existido una varie-dad tan amplia de alimentos en cuanto a su disponibilidad en supermercados,tiendas alimenticias especializadas y cuando se come fuera de casa.116
  • 124. Mientras que una proporción cada vez menor de la población se dedica a laproducción primaria de alimentos, los consumidores exigen que haya alimentosmás variados y fáciles de preparar, y que sean más seguros, nutritivos y baratos.Solo se pueden satisfacer estas expectativas y exigencias de los consumidoresempleando las nuevas tecnologías de transformación de alimentos, entre ellas losaditivos, cuya seguridad y utilidad están avaladas por su uso continuado y porrigurosas pruebas. Los aditivos cumplen varias funciones útiles en los alimentos, los cualesestán sometidos a muchas condiciones medioambientales que pueden modificarsu composición original, como los cambios de temperatura, oxidación y exposi-ción a microbios. Los aditivos alimentarios desempeñan una función fundamen-tal a la hora de mantener las cualidades y características de los alimentos queexigen los consumidores, y hacen que los alimentos continúen siendo seguros,nutritivos y apetecibles en su proceso desde el “campo a la mesa”. La utilizaciónde aditivos está estrictamente regulada, los criterios que se tienen en cuenta parasu uso son: que tengan eficacia demostrada, sean seguros y no induzcan a come-ter error al consumidor. Las funciones principales de los aditivos alimentarios se pueden resumir en:− Conservan la consistencia del producto. Los emulsionantes proporcionan una textura consistente y evitan que los productos se separen. Los estabilizadores y los espesantes proporcionan una textura uniforme y los agentes antisolidificantes facilitan el libre flujo de sustancias.− Mejoran o conservan el valor nutricional. El fortalecimiento y enriquecimiento de los alimentos permitió mejorar el estado nutricional de la población en mu- chos países, por ejemplo, las vitaminas y los minerales se agregan a muchos alimentos, entre otros, la harina, el cereal, la margarina y la leche, lo cual ayuda a compensar la baja cantidad de vitaminas y minerales o su carencia en la dieta del individuo. Todos los productos que contengan nutrientes agregados deben llevar una etiqueta con su descripción.− Conservan la salubridad y buen sabor de los alimentos. La contaminación bacteriana facilita el desarrollo de enfermedades por consumo de alimento. Los preservativos reducen el daño que el aire, los hongos, las bacterias o la levadura pueden causar. Los preservativos tales como los antioxidantes ayu- dan a los alimentos horneados a conservar su sabor, evitan que las grasas y los aceites se vuelvan rancios y que las frutas frescas se vuelvan oscuras cuando están expuestas al aire.− Controlan la acidez y la alcalinidad. Los aditivos especiales ayudan a modifi- car la acidez o alcalinidad de los alimentos con el objetivo de obtener el sabor, gusto y color deseados. Los agentes derivados de la levadura que liberan ácidos, cuando se someten al calor, reaccionan con la soda de hornear para hacer que crezcan los bizcochos, tortas y otros productos horneados.− Suministran color y mejoran el sabor. Algunos colores mejoran el aspecto de los alimentos, mientras que gran cantidad de especias, al igual que los sabores sintéticos y naturales, ayudan a dar mejor sabor. 117
  • 125. A nivel mundial la Comisión del Códex Alimentarius, una organización con-junta de la FAO y la OMS, que se encarga de desarrollar normas internacionalessobre seguridad alimentaria, está preparando actualmente una nueva NormativaGeneral sobre los Aditivos Alimentarios (General Standards for Food Additives[GSFA]), con el propósito de establecer unas normas internacionales armoniza-das, factibles e incuestionables para su comercio en todo el mundo. Solo se inclu-yen los aditivos que han sido evaluados por el Comité Conjunto FAO/OMS deExpertos en Aditivos Alimentarios. Como otros tóxicos vinculados a los alimentos, y más aún en el caso de losaditivos alimentarios, por la intencionalidad de su empleo, para su aprobación serequiere el cumplimiento de los denominados Principios Generales del Comitédel Códex sobre Aditivos Alimentarios (CCFAC). Los Principios Generales se basan en que los aditivos cumplan 3 aspectosfundamentales:− Que su empleo y la dosis de uso estén determinados por la necesidad tecnoló- gica y no sirva para enmascarar inadecuadas prácticas de elaboración, mala calidad de la materia prima, ni engaño al consumidor.− Que cumpla con las especificaciones de identidad y pureza que recomienda y publica periódicamente el Códex Alimentarius.− Que su inocuidad toxicológica (incluida la carcinogénica) haya sido probada mediante experimentos in vitro e in vivo debidamente diseñados y realizados, y evaluada por el Comité Mixto FAO/OMS de Expertos en Aditivos Alimentarios (JECFA). Se han establecido monografías de especificaciones de identidad y purezapara 227 aditivos alimentarios y aromatizantes. La ingestión diaria admisible (IDA) recomendada por el JECFA tiene mag-nitud numérica, pero hay aditivos sumamente inocuos para los que se recomien-da una IDA “no especificada” o “no limitada”, en estos casos la magnitud de lasdosis de uso (DU) y los niveles máximos admisibles (NM) se limitarán por Bue-nas Prácticas de Manufactura, atendiendo al mencionado primer Principio Ge-neral. El número de aditivos alimentarios autorizados en las listas positivas reco-mendadas por el CCFAC en la Norma General sobre Aditivos Alimentarios(NGAA) y en las legislaciones nacionales es muy grande; un número relativa-mente pequeño suelen provocar intoxicaciones agudas cuando hay errores en ladosificación por negligencias o accidentalmente, como por ejemplo el bromato depotasio empleado durante mucho tiempo como mejorador de la panificación, elcual ha sido prohibido en muchos países, y el JECFA le ha retirado la IDA o elconservante autorizado (nitrito de sodio) capaz de causar metahemoglobinemiaen niños y ocasionalmente en adultos, por confusión de la sal de cura con la salcomún; sin embargo, en la mayoría de los casos el consumo sistemático de losaditivos alimentarios puede más bien constituir un factor de riesgo deintoxicaciones crónicas e incluso carcinogénesis química.118
  • 126. En este sentido los aditivos alimentarios de mayor riesgo para el hombreserán los que se empleen en los alimentos de alta frecuencia de consumo, endosis elevadas, los que aparecen en alimentos que los niños suelen consumir yotros grupos poblacionales de alto riesgo, y los que como resultado de las evalua-ciones toxicológicas presenten valores bajos de la ingestión diaria admisible. Por estas razones es muy importante, desde el punto de vista preventivo,establecer y cumplimentar dosis de uso adecuadas de aditivos, con las cuales seevite alcanzar la IDA y con ello se aleje el riesgo por su ingestión. No hay ningún método sencillo de estimar la ingestión como parte de laevaluación de riesgos; es imposible efectuar estimaciones de ingestión exactasde las dosis de consumo alimentario y particularmente de la ingestión de aditivosalimentarios. La determinación de la ingestión máxima teórica (IDMT) se obtiene cuan-do se multiplica el consumo diario “percápita” de cada alimento o grupo de ali-mentos por los NM de los aditivos. La IDMT constituye gran sobreestimación,pues para calcularla se asume que todos los alimentos en los cuales está autori-zado el aditivo lo contiene en una concentración igual al NM; que la ingestión deladitivo es diaria durante toda la vida; que todos los alimentos en los que se em-plea el aditivo se consumen totalmente sin desperdicios y que la concentracióndel aditivo en el alimento no se reduce por el procesamiento o almacenamiento.Si la IDMT no sobrepasa la IDA, no hay motivo de preocupación, pero si lasobrepasa se debe calcular la ingestión diaria efectiva (IDE), lo cual conllevaentre otras operaciones costosas, a realizar análisis químico del contenido deladitivo en los alimentos. La determinación de la exposición a los aditivos a partir de las estimacionespercápita (promedio de los datos de ingestión de la población en general) no sebasan suficientemente en los consumidores efectivos de los alimentos que con-tienen los aditivos, y las estimaciones basadas en los consumidores específicosson muy costosas. Cuando se evalúan adecuadamente las necesidades tecnológicas del em-pleo de diversos aditivos, en diferentes alimentos o grupos de alimentos, no esraro encontrar que las DU necesarias tecnológicamente son inferiores a los NM,lo cual se puede evidenciar con los estudios de eficacia tecnológica de aditivos,especialmente de conservadores y antioxidantes. Entre los métodos más empleados en los últimos años para al menos se-leccionar los aditivos con IDA numérica, cuya magnitud y frecuencia de inges-tión no den motivos de preocupación, se encuentra el método presupuestariodanés, el cual establece una dosis de uso máxima que dé lugar a una ingestióntotal inferior a la IDA, basado en la cantidad de alimentos sólidos y líquidosconsumidos que pueden contener el aditivo alimentario del cual se desea evaluarsu ingestión, considerando un consumo diario de 1,5 kg de alimentos y 1,5 L debebidas no alcohólicas. Con la aplicación de dicho método se ha confeccionadoun Proyecto Directrices para la Formulación de Dosis Máximas de Uso de Adi-tivos Alimentarios de la NGAA. 119
  • 127. Esas directrices proponen el establecimiento de las DU en función del con-sumo probable y el valor de IDA, por ejemplo, para aditivos alimentarios que solose emplean en alimentos sólidos: si las DU propuestas son menores que una cifraigual a 40 veces el valor de la IDA (40 IDA), no hay ninguna preocupación. Sidichas DU son mayores que 40 IDA, pero menores que 80 IDA, se consideranaceptables si el consumo diario de alimentos que contienen los aditivos no seráhabitualmente superior al consumo total de alimentos sólidos previstos, lo queequivale a decir convencionalmente que dicho consumo no es mayor que 12,5 gde los alimentos que contienen el aditivo por kilogramo de peso corporal/día. Silas DU son mayores que 80 IDA y menores que 160 IDA, serán aceptables sidicho consumo no es mayor que 6,25 g/kg de peso corporal/día; si las DU sonmayores que 160 IDA y menores que 320 IDA, serán aceptables si dicho consu-mo no es mayor que 3,13 g/kg de peso corporal/día. Si las DU son mayores que320 IDA deberán realizarse estimaciones de ingestión del aditivo con métodosmás exactos. Para aditivos alimentarios que solo se emplean en las bebidas, el cálculo essemejante, pero los valores de DU propuestas se comparan con valores de20, 40 y 80 veces la IDA, considerando las DU aceptables cuando el consumodiario de alimentos que contienen los aditivos no será mayor que 50, 25 y 12,5 mg/kgde peso corporal/día, respectivamente. Si un aditivo se propone para su empleoen alimentos sólidos y en bebidas, es necesario asignar una fracción de la IDA acada una de las aplicaciones; en principio se puede asignar un valor igual a 50 %de la IDA a cada grupo de alimentos, pero en ciertos casos conviene emplearotras fracciones, siempre que la suma de estas no sobrepase la IDA y lo másfrecuente es que la fracción de la IDA para bebidas sea mayor que para alimen-tos sólidos. Las primeras evaluaciones realizadas con el método presupuestario indica-ron algunas prioridades de aditivos a evaluar. En el Reino Unido, Japón y LosEstados Unidos de América (EE.UU.) coincidieron como aditivos de máximaprioridad cuando se expresan como porcentajes de IDA algunos conservadores,y en Japón y EE.UU. coincidieron también algunos antioxidantes fenólicos sinté-ticos. Los aditivos se clasifican en:− Agentes de recubrimiento.− Antioxidantes.− Colorantes.− Conservantes.− Derivados del almidón.− Edulcorantes.− Emulsionantes.− Gases.− Gelificantes, estabilizantes y espesantes.− Potenciadores del sabor.− Productos para tratamiento de harinas.− Quelantes.120
  • 128. Algunos de los aditivos que constituyen tóxicos intencionales importantespertenecen a los grupos de antioxidantes y conservadores, y en menor medida,también a los grupos de colorantes y edulcorantes.COLORANTES ORGÁNICOS SINTÉTICOS La Unión Internacional de Consumidores y organizaciones nacionales deconsumidores han puesto en duda la necesidad del uso de aditivos alimentariosen general, y de la adición de colores en particular. Se han aducido varios argu-mentos, algunos de los cuales se exponen a continuación. Varios consumidoresse muestran preocupados por el hecho de que algunos colores añadidos seaninnecesarios y se utilicen solo para inducir a error o a engaño al consumidor.Otros sostienen que no basta declarar en el etiquetado de ingredientes la listacompleta de los colores añadidos para evitar usos erróneos del color añadido,porque ello requiere que el consumidor disponga de conocimientos y tiempo paradistinguir entre alimentos con el color añadido y sin él. Otros consumidores sos-tienen que, dado que no aceptan ninguna justificación de la necesidad tecnológi-ca del uso de colores, estos últimos no deberían incluirse en la NGAA. Otra preocupación se refiere a los colores añadidos a los piensos con laintención de obtener un efecto de coloración en los alimentos destinados al con-sumo humano (ejemplo, la adición de colores a los piensos proporcionados a lasaves de corral para obtener un efecto de coloración de la yema, la adición decolorantes a los piensos para los peces a fin de colorear la carne del salmón).Estas prácticas de coloración de los piensos pueden dar lugar a la presencia decolores en alimentos que no de hecho van acompañados por una etiqueta en laque se declara la presencia de colores añadidos. Los consumidores también sostienen que los requisitos de etiquetado de losalimentos no se aplican a los alimentos que se sirven al público en el sector delservicio de comidas; como consecuencia, no pueden identificarse los coloresutilizados en dicho sector. Ello podría crear problemas a los consumidores tantoen relación con la intolerancia como por el hecho de inducirlos tal vez a error o aengaño. Estos problemas podrían limitarse si el uso de colores se aprobara paraun número limitado de grupos de alimentos. Se han notificado varias justificaciones respecto a la necesidad tecnológicadel uso de colores en los alimentos, ejemplo, algunos alimentos pierden el colordurante la elaboración y/o el almacenamiento, por lo que la adición del colorpuede compensar cualquier pérdida de color durante la elaboración. Los colores alimentarios se añaden también a los alimentos como causa dela preferencia de los consumidores o debido a tradiciones culturales respecto alos alimentos con un color característico. Además, se añaden colores a los ali-mentos para aumentar su variedad y mejorar su atractivo o conferir un colorcaracterístico a algunos alimentos elaborados, ejemplo: caramelos, bebidas noalcohólicas, tortas, etc. En todos los casos, la cantidad de color añadido se limitade manera tecnológica a la que corresponde para alcanzar el nivel de coloracióndeseado. 121
  • 129. Aunque existe gran número de colorantes naturales, los colorantes orgáni-cos sintéticos continúan con mayor aplicación en la Industria Alimenticia. Algu-nos de los más utilizados son: ponceau 4R (SIN 124), amaranto (SIN 123),eritrosina (SIN 127), amarillo ocaso (SIN 110), índigo carmín (SIN 132), azulbrillante (SIN 133), verde sólido (SIN 143) y tartracina (SIN 102).EVALUACIÓN TOXICOLÓGICA Los colorantes orgánicos sintéticos se absorben y transforman en el tractogastrointestinal por la acción de la flora bacteriana que produce nitrorreductasas;la orina es la principal vía de excreción de los metabolitos aminados y/o desmetiladosy en pequeña proporción la excreción biliar. Se han realizado numerosos estudios acerca de la genotoxicidad ycarcinogenicidad de los colorantes orgánicos sintéticos; en el caso de la tartracina(E 102, un colorante artificial amarillo) se ha informado la inducción de aberra-ciones cromosómicas in vitro, y actividad mutagénica en orina de ratas debido asu ingestión o la de sus metabolitos. Con relativa alta frecuencia puede provocarreacciones alérgicas con efectos de urticaria recurrente y asma en personassusceptibles. La IDA recomendada es de 7,5 mg/kg de peso corporal. El ponceau 4R ha mostrado en ratas que en determinadas dosis puede pro-vocar anemias y a largo plazo efectos sobre la reproducción; también inducealergias (no tan frecuentemente como la tartracina) que se manifiesta con enroje-cimiento y vasodilatación. La IDA recomendada para el ponceau 4R es 4 mg/kgde peso corporal, en Cuba y otros países se ha sustituido al amaranto, del cual sehan indicado efectos carcinogénicos en ratas y cuya IDA es de 0 a 0,5 mg/kg depeso corporal. La eritrosina puede producir un incremento de la secreción de la tirotropinapor la pituitaria, lo que estimula en exceso la tiroides, a lo que se atribuye elhallazgo de tumores. La IDA recomendada para la eritrosina ha sido reducida a 0,1 mg/kg. Re-cientes estudios realizados acerca de la estimación de la ingestión de eritrosinahan indicado que las dosis de uso son menores que los 400 mg/kg para alimentossólidos, y 300 mg/kg para alimentos líquidos recomendados por el CódexAlimentarius; además, un amplio empleo de eritrosina en muchos alimentos colo-reados a las dosis de uso recomendada sobrepasaría la IDA, y que la ingestióntotal estimada de este colorante en diversos países como Brasil, Canadá, Esta-dos Unidos de América, Japón y Reino Unido se encuentra por debajo de la IDA,principalmente porque se emplea en un limitado número de alimentos coloreados. El amarillo ocaso es estructuralmente semejante a la tartracina, como esta,puede provocar intolerancias en individuos susceptibles y no hay evidencia deque sea un cancerígeno, ni que posea gran potencialidad toxicológica. La IDArecomendada se ha reducido de 0 a 2,5 mg/kg de peso corporal. La IDA recomendada para el índigo carmín ha sido ampliada y es de 5 mg/kgde peso corporal, mientras que para el azul brillante y el verde sólido es de 12,5 y122
  • 130. 25 mg/kg, respectivamente. Como quiera que los alimentos coloreadosartificialmente de azul y verde son mucho menos frecuentes que los coloreadosde rojo, naranja y amarillo, es muy improbable que la IDA pueda ser alcanzada. Es frecuente la opinión que los colorantes naturales son menos perjudicialesque los sintéticos, pero todos los colorantes y los otros aditivos alimentarios seevalúan mediante el mismo procedimiento.USOS, LÍMITES Y ANÁLISIS Dependiendo del alimento en que se emplee, los niveles máximos de usoestablecidos o recomendados suelen ser entre 30 y 300 mg/kg de uno de loscolorantes orgánicos sintéticos o la mezcla de ellos. Los colorantes orgánicos sintéticos se encuentran entre los aditivosalimentarios que se producen con porcentajes más bajos de pureza, por lo cual elcontrol del tipo y contenido de impurezas es particularmente importante. Loscloruros, sulfatos, metales pesados y aminas aromáticas son generalmente con-trolados, no así los naftoles sulfonados y aminas aromáticas sulfonadas y otrasimpurezas como derivados de quinolina, no especificadas en las regulacionessanitarias. La población infantil tiene una marcada preferencia por el consumo de dife-rentes tipos de “golosinas”, las cuales suelen ser coloreadas; es común en variospaíses latinoamericanos que los vendedores ambulantes ofrezcan estas golosinasa la entrada de las escuelas; varios de estos productos no cuentan con marca,registro o cualquier dato que permita eficaz control en la identidad y calidad desus ingredientes; se ha detectado uso fraudulento de colorantes orgánico sintéti-cos en la confección de muchas de esas golosinas. En la 31ª Reunión del Comité del Códex sobre Aditivos Alimentarios y Con-taminantes de los Alimentos se presentó un documento preparado por Dinamar-ca cerca del uso de colores en los alimentos para que el Comité lo examinara, eldocumento de trabajo contenía algunas propuestas relativas a distintas opcionespor examinar, tales como: el Comité podría elaborar una lista de alimentos bási-cos en los que no refrendará la adición de colores (alimentos básicos que consti-tuyan una lista de alimentos especificados), y debía pedir que se examinen loscriterios de etiquetado para los colores añadidos, con objeto de asegurar quesean suficientes para garantizar que las personas con intolerancias estén debida-mente protegidas. Algunos estados miembros del Códex consideran los colores como una ca-tegoría especial de aditivos alimentarios y opinan que el CCFAC debería exami-nar la cuestión de si los colores requieren principios especiales para su uso y, porconsiguiente, determinar la conveniencia de elaborar criterios específicos paraautorizar las disposiciones relativas a los colores en el proyecto de NGAA. Algunas delegaciones, incluidas la delegación de la Unión Internacional deConsumidores, eran favorables a que el CCFAC elaborara nuevos criterios parael uso de colorantes, incluida una lista de alimentos básicos en los que no se 123
  • 131. aprobara la adición de colores. Los consumidores compran alimentos crudos, sinelaborar y frescos, tales como hortalizas, frutas, mariscos, carne, etc., esperandoque sean verdaderamente frescos. El color de estos alimentos una vez recogidoso capturados a menudo palidecerá y desvanecerá con el tiempo, a medida que sedeteriore la calidad de los propios alimentos. La aplicación de colorantes alimentarios a estos tipos de alimentos puedeinducir a error por los consumidores, lo que se refiere a su juicio sobre la frescuray calidad del alimento. Así pues, el uso de colorantes en los alimentos frescos sinelaborar no debería aceptarse, ya que induciría engaño a los consumidores; ade-más, tales usos no estarían en consonancia por lo general, con los criterios gene-rales contenidos en el preámbulo de la NGAA, donde se estipula que el uso delos aditivos alimentarios, incluidos los colorantes, no deberá inducir a error oengaño a los consumidores en cuanto a la identidad o calidad del alimento. En la 31ª Reunión del Comité del Códex sobre Aditivos Alimentarios y Con-taminantes de los Alimentos se acordó que el CCFAC podría elaborar una listade alimentos básicos sobre los cuales no ratificará la adición de colores. La cromatografía de papel y de placa delgada ha sido tradicionalmenteutilizada para identificar los colorantes orgánicos sintéticos. Los métodos cuan-titativos empleados incluyen la comparación visual o densitométrica en placadelgada, la cuantificación espectrofotométrica y la cromatografía líquida de altapresión.EDULCORANTES Los edulcorantes son sustancias que se añaden a algunos alimentos paraimpartirles sabor dulce. Estos aditivos poseen un sabor dulce muchas veces mayorque el de la sacarosa y tienen gran aplicación en los alimentos elaborados debajas calorías y para diabéticos. Dada la reducción del consumo de azúcar inspirada por la lucha contra laobesidad e incluso por la introducción de la delgadez como patrón de bellezainternacional, evidentemente los edulcorantes se encuentran entre los aditivosalimentarios que más han incrementado su uso e ingestión. La tabla 10.1. muestra la propuesta de la Unión Internacional de Consumi-dores acerca de los grupos de alimentos que podrían considerarse alimentosbásicos y no debería aceptarse la adición de colorantes. Los edulcorantes no calóricos, artificiales o naturales son en este momentouna de las áreas más dinámicas dentro del campo de los aditivos alimentarios,por la gran expansión que está experimentando actualmente el mercado de lasbebidas bajas en calorías. Para que un edulcorante natural o artificial sea utilizable por la industriaalimentaria, además de ser inocuo, tiene que cumplir otros requisitos: el sabordulce debe percibirse rápido y también desaparecer de forma rápida, y tiene queser lo más parecido posible al del azúcar común, sin regustos; además, deberesistir las condiciones del alimento en el que se va a utilizar, así como los tra-tamientos a los que se vaya a someter.124
  • 132. Tabla 10.1. Grupos de alimentosGrupos de alimentos Excepciones1.1 Productos lácteos 1.2; Productos lácteos fermentados1.2.1 Leches fermentadas y elaborados con cuajo (sin otras adiciones) 1.2.1.1 - ” – no sometidos a tratamiento térmico1.3 Leche condensada y 1.2.1.2 - ” – sometidos a tratamiento térmico productos análogos 1.2.2 Leche cuajada1.4 Nata (crema)1.5 Leche y nata (crema) en polvo1.6 Debería tomarse en consideración también el queso 1.7 Dulces a partir de productos lácteos2.0 Grasas y aceites 2.2 Mezclas que contienen menos del 80 % de grasa 2.3 Mezclas para untar que no forman parte de la categoría 2.2 2.4 Dulces a partir de grasa4.1 Zumos (jugos) de frutas 4.2.2.6 Pulpas de hortalizas, nueces y semillas4.2.1 Hortalizas frescas 4.2.2.7 Productos hortícolas fermentados6.1 Cereales de grano entero, 6.5 Dulces a partir de cereales y almidón quebrado y en copos, incluido el arroz7.0 Productos de panadería 7.2 Productos de panadería fina9.0 Pescado y productos 9.3 Sucedáneos del salmón, caviar y otros pesqueros productos de huevas de pescado10.1 Huevos frescos 10.4 Dulces a partir de huevos13.0 Alimentos para preparados 13.4 Preparados dietéticos para adelgazar nutricionales particulares o reducir el peso 13.6 Complementos alimentarios14.0 Bebidas, excluidos los 14.1.4 Bebidas aromatizadas sobre la base de productos lácteos agua, incluidas las bebidas para deportistas o bebidas ricas en electrólitos 14.1.5 Café, infusiones de café... 14.2 Bebidas alcohólicas... El uso de edulcorantes artificiales ha sido objeto de múltiples polémicas porlo que respecta a su seguridad a largo plazo. La forma más adecuada de enfocaresta polémica es desde la perspectiva del balance riesgo-beneficio. El consumi-dor tiene que decidir si asume en algunos casos un riesgo muy remoto comocontrapartida de las ventajas que le reporta el uso de determinados productos, en 125
  • 133. este caso serían ventajas como: la reducción de las calorías ingeridas sin renun-ciar a determinados alimentos o sabores. También deben tenerse en cuenta los efectos beneficiosos sobre el organis-mo de la limitación de la ingestión calórica, especialmente en la prevención de lostrastornos cardiovasculares y de ciertos procesos tumorales. Aunque el efectopreventivo se produce fundamentalmente con la reducción del contenido de lagrasa de la dieta, también puede contribuir la reducción del contenido energéticoglobal, y en este caso los edulcorantes artificiales constituirían una ayuda; porsupuesto, son de gran interés para el mantenimiento de la calidad de vida deaquellas personas que por razones médicas tienen que controlar su ingestión deazúcares. Los edulcorantes sintéticos más utilizados son la sacarina, los ciclamatos yel acesulfame potásico, el aspartame y recientemente la sucralosa. Se ha indica-do que la utilización de mezclas de edulcorantes confiere ventajas como son: elaumento del poder edulcorante, la reducción de la DU de cada uno de ellos yalgunas propiedades promotoras de salud de su uso en comparación con el azúcar.EVALUACIÓN TOXICOLÓGICA Y LÍMITES La sacarina se utiliza como edulcorante desde principios del siglo XX; esvarios cientos de veces más dulce que la sacarosa. La forma más utilizada es lasal sódica, ya que la forma ácida es muy poco soluble en agua; tiene un regustoamargo, sobre todo cuando se utiliza en concentraciones altas, pero este regustopuede minimizarse mezclándola con otras sustancias. Es un edulcorante resis-tente al calentamiento y a los medios ácidos, por lo que es muy útil en muchosprocesos de elaboración de alimentos. En España se utiliza en bebidas refres-cantes, en yogures edulcorados y en productos dietéticos para diabéticos. Suelen emplearse y aceptarse como NM de sacarina entre 100 y 300 mg/kg,pero hay categorías de alimentos donde se proponen NM muy superiores. Ya desde los inicios de su utilización la sacarina se ha visto sometida a losataques por razones de tipo económico, al provocar con su uso la disminución delconsumo de azúcar, así como por su posible efecto sobre la salud de los consumi-dores. En los años 60 varios grupos de investigadores indicaron que dosis altasde sacarina (5 % del peso total de la dieta) eran capaces de inducir la apariciónde cáncer de vejiga en las ratas. La sacarina no es mutágena. Su efecto en la vejiga de las ratas se producemediante una irritación continua de este órgano producida por cambios en lacomposición global de la orina que, entre otros efectos, dan lugar a cambios en elpH y a la formación de precipitados minerales. El ataque continuo tiene comorespuesta la proliferación celular para reparar los daños, y en algunos casos estaproliferación queda fuera de control y ocasiona la producción de tumores. Esinteresante constatar que el efecto de formación de precipitados en la orina delas ratas se debe en gran parte o en su totalidad al sodio que contiene la sacarina,ya que la forma libre o la sal de calcio no producen este efecto.126
  • 134. La sacarina no es carcinógena de por sí, sino a través de su efecto comodesencadenante de una agresión fisicoquímica a la vejiga de la rata, que inducela proliferación celular. Con concentraciones en la dieta (las utilizadas realmentepor las personas) en las que no exista absolutamente ninguna posibilidad de quese produzca esta agresión a la vejiga, el riesgo no será muy pequeño, sino simple-mente nulo. No obstante, el uso de la sacarina está prohibido en algunos paísescomo Canadá. En Estados Unidos se planteó su prohibición en 1977, pero lascampañas de las empresas afectadas y de algunas asociaciones, entre ellas lasde diabéticos, motivaron que se dictara una moratoria a la prohibición. La situa-ción de la sacarina quedó pues inestable en Estados unidos, estando sometida anormas de etiquetado estrictas con frases del tipo: “Este producto contiene saca-rina, de la que se ha determinado que produce cáncer en animales de laboratorio”y“el uso de este producto puede ser peligroso para su salud”. La sacarina se absorbe a través del tracto gastrointestinal. Se distribuye porel organismo con mayor concentración en los órganos de excreción; puedetransferirse al feto, pero no hay evidencia de que se bioacumule en ningún tejido.Se excreta por la orina en 80 % ó más, mediante el mecanismo de la secrecióntubular renal. En altas dosis inhibe parcialmente la actividad de enzimas digesti-vas del páncreas y los intestinos. La ingestión a través de la lactancia puedeinducir efectos nutricionales y bioquímicos reversibles, tales como incrementosen los niveles séricos de colesterol, triglicéridos y vitamina E, así como reducciónde los niveles de vitamina A y folato en suero e hígado. La toxicidad en mamíferos es baja y en algunos experimentos positivos seha atribuido a las impurezas, particularmente la ortotoluenosulfonamida. La sa-carina, a niveles relativamente altos en dietas, actúa como un promotor de tumo-res en la vejiga de la rata, ya que parece ser un animal muy susceptible. ElComité FAO/OMS no considera que la carcinogenicidad de la sacarina en la ratasea extrapolable al hombre. En humanos los estudios epidemiológicos que esti-man los factores de riesgo para cáncer de la vejiga, han concluido que la sacari-na ni otros edulcorantes sintéticos aparecen como factores causales. Se haampliado la IDA hasta 5 mg/kg de peso corporal. El ciclamato y algunas de sus sales se emplean en alimentos hipocalóricos ypara diabéticos. A partir de 1970, ante la sospecha de que podía actuar comocancerígeno, se prohibió el uso del ciclamato como aditivo alimentario en muchospaíses, entre ellos EE.UU., Japón e Inglaterra. Es unas 50 veces más dulce quela sacarosa y tiene determinado regusto desagradable, que desaparece cuandose utiliza mezclado con la sacarina. Es muy estable y no le afecta la acidez ni elcalentamiento. Su fundamental utilización es en las bebidas carbonatadas. Tam-bién se puede utilizar en yogures edulcorados y como edulcorante de mesa. Elciclamato como tal es menos soluble en agua que sus sales, que son las que seutilizan de forma habitual. El ciclamato no tiene la consideración universal de aditivo alimentario sinriesgos. Se han publicado trabajos indicando que, en animales de experimenta-ción, dosis altas de esta sustancia actúan como cancerígeno y teratógeno, lo que 127
  • 135. significa que produce defectos en los fetos. También se han indicado otros posi-bles efectos nocivos producidos por su ingestión en dosis enormes, como la ele-vación de la presión sanguínea o la producción de atrofia testicular. Los datos acerca de su posible carcinogenicidad son conflictivos. El efectocancerígeno no sería debido al propio ciclamato, sino a un producto derivado deél -la ciclohexilamina- cuya carcinogenicidad tampoco está aún totalmente es-clarecida. El organismo humano no es capaz de transformar el ciclamato en estederivado, pero sí la flora bacteriana presente en el intestino. El grado de transfor-mación depende mucho de los individuos, variando también la magnitud del posi-ble riesgo. Todos los datos acerca de los efectos negativos del ciclamato se han obte-nido a partir de experimentos en animales, utilizando dosis muchísimo mayoresque las ingeridas por un consumidor habitual de bebidas bajas en calorías, por loque la extrapolación no es fácil, y de hecho no existe un acuerdo general acercade la seguridad o no del ciclamato. Desde su prohibición en Estados Unidos, laprincipal compañía fabricante ha presentado a las entidades gubernamentalesvarias solicitudes para que esta prohibición fuera retirada, sobre la base de losresultados de múltiples experimentos posteriores a su prohibición, en los que nose demostraba que fuese cancerígeno. La elección, teniendo en cuenta que su presencia se indica en la etiqueta,corresponde finalmente al consumidor. Esta sustancia tiene mayores riesgos po-tenciales en el caso de los niños, a los que están destinados muchos productosque la contienen, ya que en ellos la dosis por unidad de peso es evidentementemayor, al ser ellos más pequeños. También sería más cuestionable su ingestiónpor mujeres embarazadas; el riesgo ocasionado por el consumo de este aditivo essin duda sumamente pequeño, pero existen otros edulcorantes alternativos cuyosriesgos parecen ser aun menores. En la mayoría de los casos se absorve en el intestino y se elimina sin altera-ción por la orina y las heces fecales. Por la acción de la microflora intestinalpuede ser transformado en un metabolito más tóxico -la ciclohexilamina- la cualparcialmente puede ser retenida en la grasa de los tejidos en forma de un com-puesto conjugado con ácidos grasos. En 1969, diversos experimentos con animales administrados con dietas quecontenían ciclamatos o ciclohexilamina mostraron efectos adversos como calci-ficación del miocardio, cáncer de vejiga, ruptura de cromosomas y deformaciónde embriones, lo que trajo como consecuencia su prohibición en los EE.UU., sinembargo está autorizado en la Unión Europea y se ha recomendado su uso endosis variables según las categorías de alimentos, predominando los NM entre500 y 1 000 mg/kg, en la Norma General del Códex para los Aditivos Alimentarios.La IDA recomendada para los ciclamatos es de 11 mg/kg de peso corporal. El acesulfame-K es otro edulcorante de uso creciente, su poder edulcoran-te es aproximadamente de 200 veces el de la sacarosa. Es estable a temperatu-ras y pH propios del tratamiento y almacenamiento de gran cantidad de alimentos.128
  • 136. Después de su absorción se excreta sin cambios a través de la orina. Nohay evidencias de que se acumule en el organismo. No ha mostrado efectos adversos sobre el crecimiento y fertilidad, ni dañoshistopatológicos, teratogenicidad o cancerogenicidad; sin embargo, se ha sugeri-do emplearlo con precaución por efectos genotóxicos observados en ratones.Las impurezas tóxicas más significativas son la acetoacetamida y su derivado N-sulfonado. Al acesulfame K se le ha ampliado la IDA hasta 15 mg/kg de peso corporal,y se ha recomendado su uso en dosis variables según las categorías de alimentos,predominando los NM entre 500 y 1 000 mg/kg, en la Norma General del Códexpara los Aditivos Alimentarios. El aspartame (160-220 veces más dulce que la sacarosa) está constituidopor aminoácidos (es el éster metílico de la L-apartil-Lfenilalanina, por lo que noes completamente acalórico, tampoco es demasiado estable al calor, no es útil enalimentos sometidos a elevadas temperaturas). Es el más importante de los nue-vos edulcorantes artificiales. Aunque como tal no existe en la naturaleza, suscomponentes sí existen, en los que se transforma durante la digestión. Aunque aigualdad de peso aporta las mismas calorías aproximadamente que el azúcar, enlas concentraciones utilizadas habitualmente este aporte energético resulta insig-nificante. El aspartame no tiene ningún regusto, al contrario que los demás edulcorantes,y es relativamente estable en medio ácido, pero resiste mal el calentamientofuerte, por lo que presenta problemas para usarse en repostería. Es hidrolizadopor completo en el intestino y no es absorbido a la sangre como tal; se absorbe enforma de sus productos de hidrólisis. Sus metabolitos son el metanol (en concen-traciones insignificantes), la fenilalanina (está contraindicado en individuos confenilcetonuria) y el ácido aspártico. También se puede formar la dicetopiperazinadel dipéptido (su impureza principal). El aspartame no ha mostrado ser mutagénico,teratógeno, ni carcinógeno. La utilización de aspartame en los niveles concebibles en la dieta produceuna elevación de la concentración de fenilalanina en la sangre, menor que laproducida por una comida normal. Cantidades muy elevadas, solo ingeribles poraccidente, producen elevaciones de la concentración de fenilalanina en la san-gre, inferiores a las consideradas nocivas, que además desaparecen rápidamen-te. Sin embargo, en el caso de las personas que padecen fenilcetonuria, el uso deeste edulcorante les aportaría una cantidad suplementaria de fenilalanina, lo queno es aconsejable. Por otra parte, el metanol es un producto tóxico, pero la can-tidad formada en el organismo por el uso de este edulcorante es muy inferior a laque podría representar riesgos para la salud, y, en su uso normal, inferior inclusoa la presente en forma natural en muchos alimentos, como los jugos de frutas. A pesar de ciertas insinuaciones divulgadas en Internet, las cuales no sehan considerado científicamente probadas, sobre los efectos adversos delaspartame en poblaciones humanas, este se mantiene como un aditivo alimentarioaprobado con una IDA de 40 mg/kg de peso corporal (lo que muestra un elevadogrado de inocuidad), y se ha recomendado su uso en dosis variables según las 129
  • 137. categorías de alimentos, predominando los NM de 1 000 mg/kg, en la NormaGeneral del Códex para los Aditivos Alimentarios. La sucralosa es entre 500 y 750 veces más dulce que la sacarosa, es pobre-mente absorbida a través del tracto gastrointestinal, solo el 5 % de la dosis oralde 2 a 1 000 mg/kg administrada a ratas fue eliminada por la orina; tampoco enratones y perros ha podido apreciarse bioacumulación o producción de metabolitostóxicos. Estudios de toxicidad aguda y subcrónica no han mostrado efectos adver-sos importantes en ratas, pero sí reducciones en el consumo de alimentos, ganan-cia en peso corporal y peso de algunos órganos, así como ciertos cambioshistopatológicos; esos efectos se observaron tras la administración de dosis muyelevadas de sucralosa en la dieta. No se han observado efectos teratogénicos en ratas ni conejos ni tampocoefectos carcinogénicos en dosis razonables en ratones ni ratas. En 2 estudios de tolerancia en humanos con dosis de sucralosa de 125 mg/kg/díadurante 3 semanas, 250 mg/kg/día durante 7 semanas y 500 mg/kg/día durante12 semanas no se observaron efectos adversos desde el punto de vista bioquímicoo clínico detectables. No hay indicación de que el consumo frecuente y por largotiempo de sucralosa en las dosis de ingestión probables tenga significacióntoxicológica. Los NM de sucralosa son variables según las categorías de alimentos, pre-dominando entre 500 y 1 250 mg/kg. En la última evaluación toxicológica a quefue sometida por el JECFA se le asignó una IDA hasta 15 mg/kg de peso corporal. En un estudio reciente en sistemas modelos con ratas F344 y Sprague-Dawley, no se encontraron efectos genotóxicos de ninguno de los edulcorantesmencionados.ANÁLISIS Para el análisis del contenido de edulcorantes sintéticos en los alimentos sehan desarrollado métodos colorimétricos, polarográficos, cromatográficos,espectrofotométricos y gravimétricos. En el caso de la sacarina y ciclamatosestas 2 últimas metodologías se han empleado mucho respectivamente, pero enla actualidad se imponen los métodos por cromatografía líquida de alta resolución(HPLC) para los anteriores, y también para el acesulfame K y el aspartame. En el caso del acesulfame K se ha utilizado la cromatografía de placa del-gada con poliamida. La determinación cuantitativa requiere espectrofotometría a227 nm o mejor, HPLC con detector ultavioleta. Para el aspartame, práctica-mente se imponen métodos por columna (analizador de aminoácidos), porcromatografía gaseosa y especialmente por HPLC.ANTIOXIDANTES Los antioxidantes (E300-E321) evitan que los alimentos se oxiden y se ponganrancios. Las vitamina C y E son antioxidantes naturales, aunque suelen emplearse130
  • 138. otros sintéticos y más baratos como el butilhidroxianisol (BHA) o E320, y elbutilhidroxitoluol (BHT) o E321 (que producen problemas toxicológicos), la lecitinaobtenida generalmente de la soja, el maní, el maíz o la clara de huevo, los galatosy el tocoferol (vitamina E). Son normalmente de origen mineral o vegetal, seañaden a los productos de la fruta en forma de ácido ascórbico, a los aceites ygrasas, las patatas fritas, las galletas, los cereales para el desayuno, las sopaspreparadas, el vino y la cerveza. La oxidación de las grasas es la forma de deterioro de los alimentos másimportante, después de las alteraciones producidas por microorganismos. La re-acción de oxidación es una reacción en cadena, es decir, una vez iniciada, conti-núa acelerándose hasta la oxidación total de las sustancias sensibles. Con laoxidación aparecen olores y sabores a rancio, se altera el color y la textura ydesciende el valor nutritivo al perderse algunas vitaminas y ácidos grasospolinsaturados; además, los productos formados en la oxidación pueden llegar aser nocivos para la salud. Las industrias alimentarias intentan evitar la oxidación de los alimentosmediante diferentes técnicas, como el envasado al vacío o en recipientes opacos,pero también utilizando antioxidantes. La mayoría de los productos grasos tienensus propios antioxidantes naturales, aunque muchas veces estos se pierden du-rante el procesado (refinado de los aceites, por ejemplo), pérdida que debe sercompensada. Las grasas vegetales son en general más ricas en sustanciasantioxidantes que las animales. También otros ingredientes, como ciertas espe-cias (el romero, por ejemplo), pueden aportar antioxidantes a los alimentos elabo-rados con ellos. Los antioxidantes orgánico-fenólico sintéticos son especialmente eficacespara evitar o retardar la oxidación de los lípidos, reacción de deterioro que ocurreen los alimentos durante el almacenamiento de los aceites, grasas y alimentosque los contienen; ellos producen radicales libres estables que detienen la degra-dación oxidativa del oxígeno. Los antioxidantes fenólicos sintéticos más empleados en la IndustriaAlimentaria son los galatos de propilo, octilo y dodecilo, el butilhidroxitolueno, elbutilhidroxianisol y la butilhidroquinona monoterciaria (TBHQ). Ellos se puedenemplear solos o preferentemente mezclados, dado que existe un sinergismo tec-nológico entre estos.EVALUACIÓN TOXICOLÓGICA Y LÍMITES En la mayoría de las categorías de alimentos, los límites máximos permisi-bles actualmente establecidos y recomendados para el galato de propilo (GP) seencuentran entre 100 y 200 mg/kg, al igual que para BHA, BHT y TBHQ peroen estos 3 últimos predominan las NM de 200 mg/kg. La mezcla de 2, 3 ó 4 deellos no debe exceder los 300 mg/kg. La propiedad tecnológica más importante de los galatos es su poca resis-tencia al calentamiento, por lo que son poco útiles para proteger aceites de fritura 131
  • 139. o alimentos sometidos a un calor fuerte durante su fabricación, como las galletaso los productos de repostería. Por su parte, el galato de propilo es algo soluble enagua, y en presencia de trazas de hierro procedentes del alimento o del equipoutilizado en el procesado da lugar a la aparición de colores azul oscuro pocoatractivos; esto puede evitarse añadiendo también al producto ácido cítrico. Seutilizan mezclados con BHA (E 320) y BHT (E 321) para la protección de grasasy aceites comestibles. En España se utilizan galatos, BHA y BHT en conjunto,en aceites, con la excepción del aceite de oliva. También se usa en repostería opastelería, galletas, en conservas y semiconservas de pescado y en queso fundido. Los galatos ingeridos se absorben en su mayoría por el tracto gastrointestinaly se excretan a través de la orina como conjugado glucurónido y en menor can-tidad como ácido gálico libre. La dosis letal media (LD50) por vía oral en ratasvaría entre 1 960 y 6 500 mg/kg. El galato de propilo inhibe la actividad de lasoxidasas de función mixta en el hígado. En elevadas dosis en la rata provocadisminución de la ganancia en peso, anemia, hiperplasia tubular en riñones eincremento en la actividad de la glucuroniltransferasa y la glutation-s-transferasa,así como efectos adversos sobre el sistema hematopoyético. No existen evidencias de mutagenicidad ni carcinogenicidad. La exposiciónocupacional puede provocar dermatitis por contacto. Los valores de IDA son de1,4 mg/kg de peso corporal, 0,1 y 0,05 para el galato de propilo, octilo y dodecilo,respectivamente, por los efectos sobre el peso del bazo y daños patológicos en elhígado de ratas de estos últimos, por lo que el empleo del GP es más aconsejableque el de los galatos de cadena carbonada más larga. El BHA se absorbe por el tracto gastrointestinal y se excreta fundamental-mente por la orina como un conjugado glucurónido. La LD50 del BHA por víaoral en ratas varía entre 2 000 y 5 000 mg/kg según la especie animal. Puedeinducir la actividad de las monoxigenasas de función mixta en el hígado. En unimportante número de experimentos se ha evidenciado que el BHA provocatumores en el preestómago de roedores, pero no en otras especies queanatómicamente, como el hombre no lo poseen. La IDA actual es de 0,5 mg/kgde peso corporal. En los recientes estudios realizados en varios países asumiendo que losalimentos contienen los niveles permitidos de BHA en esos países, la ingestiónestimada ha estado por debajo de la IDA; en estudios realizados en Australia-Nueva Zelandia y en los Estados Unidos sobre la estimación de la ingestión deBHA, se ha considerado que el BHA es el único antioxidante fenólico empleadoy que las dosis de uso han sido equivalentes a los NM recomendados en laNorma General del Códex para los Aditivos Alimentarios, los resultados indicanque la IDA puede ser superada notablemente. Sin embargo, esto no es realista,en Japón por ejemplo los estimados de ingestión son mucho menores; en defini-tiva la ingestión de BHA y de otros antioxidantes fenólicos dependerán en granmedida de las proporciones relativas de los distintos antioxidantes fenólicos enlas diferentes categorías de alimentos, los niveles reales de uso acorde con lasbuenas prácticas de manufactura y la proporción de alimentos en alguna de lascategorías donde verdaderamente se emplea el aditivo. (Baines, 1999).132
  • 140. EL BHT se absorbe por el tracto gastrointestinal y se distribuye a través dela circulación enterohepática y diversos tejidos. Se excreta parcialmente a travésde la bilis en forma de metabolitos. La DL50 del BHT por vía oral en ratas varíaentre 1 170 y 2 450 mg/kg. Es un hepatotóxico que en dosis altas por largo tiempoprovoca necrosis centrolobular y daño hepatocelular. Induce la elevación de laactividad de las monooxigenasas de función mixta en el hígado; puede provocarhipertrofia hepática; es un sinergista del desarrollo de tumores, iniciados por otroscancerígenos. La IDA recomendada para el BHT es de 0,3 mg/kg de peso cor-poral. Como aspecto favorable, se ha observado que tanto el BHT como el BHAreducen la mutagenicidad in vitro inducida por las aflatoxinas. Asumiendo que los alimentos contienen los niveles permitidos de BHT enAustralia, Nueva Zelandia y Reino Unido, los estudios sobre la ingestión estima-da ha estado por debajo de la IDA; mientras que en esos países, así como enChina y los Estados Unidos se supera ampliamente la IDA cuando se asume quelos alimentos contienen los NM recomendados en la Norma General del Códexpara los Aditivos Alimentarios. En los estudios realizados en Japón se emplearonlos niveles reales de BHT detectados, y la ingestión estimada es mucho menorque en los casos anteriores. De estos estudios se pudo estimar que la IDA podríaser superada cuando se consumen 90 g diarios (g/d) de alimentos que contienenmás de 200 mg/kg de BHT, o 45 g/d de alimentos que contienen más de 400 mg/kgo 18 g/d de alimentos que contienen más de 1 000 mg/kg. La TBHQ se absorbe a través del tracto gastrointestinal, casi completa-mente, cuando se administra mediante un vehículo graso. La absorción disminu-ye cuando el vehículo contiene un bajo porcentaje de grasa. Se excreta en sumayoría por la orina como un conjugado sulfatado y en menor magnitud como unconjugado glucurónido. La DL50 por vía oral en ratas es de 700-1 000 mg/kg. Laingestión crónica al 0,5 % en la dieta de ratas pareció provocar ligera disminu-ción en el peso absoluto del cerebro e incremento en el peso relativo del hígado,así como reducción en la actividad de la transaminasa glutámico pirúvica sérica.Igual administración en perros mostró un ligero descenso en los valores de he-moglobina y hematócrito. La TBHQ induce la actividad de las monooxigenasasde función mixta en el hígado, particularmente sobre la p-nitroanisol demetilasa yla anilina hidroxilasa, pero en menor grado que el BHA. Igualmente, es menosactiva que este último y que el BHT, en inducir la actividad de la bilirrubin-glucuronil-transferasa hepática. Prácticamente la TBHQ no se bioacumula enningún tejido. Las pequeñísimas cantidades detectadas en el hígado y en la grasade ratas y perros, probablemente son originadas del antioxidante circulante ensangre. No ha mostrado propiedades carcinogénicas. La IDA recomendada parala TBHQ es de 0,7 mg/kg de peso corporal. Los estimados de ingestión de TBHQ se acercan o exceden la IDA cuandose asume que los alimentos contienen los NM recomendados en la Norma Gene-ral del Códex para los Aditivos Alimentarios, pero están por debajo de la IDAasumiendo que los alimentos contienen los NM nacionales. En todos los estudios 133
  • 141. realizados se ha considerado que el TBHQ es el único antioxidante fenólicoempleado.ANÁLISIS Para el análisis de alimentos, aunque se han escrito métodos colorimétricos,la cromatografía de placa delgada para identificar, y la cromatografía gas-líquidacon detector de ionización de llama y la líquida de alta presión para cuantificar,son los métodos de análisis más empleados en el análisis de los antioxidantessintéticos.CONSERVADORES Los agentes antimicrobianos (preservantes o conservadores) se dividenfundamentalmente en agentes fungistáticos o bacteriostáticos, lo cual no signifi-ca que los de un grupo no posean una pequeña o moderada actividad contra losmicroorganismos del otro grupo. Las causas de que algunos agentes fungistáticosno incluyan a las bacterias en su espectro de acción o solo actúen muy ligera-mente, están determinadas porque al pH óptimo de las bacterias, tales conserva-dores carecen de actividad o poseen muy poca, correspondiendo en general estepH óptimo con la zona neutra.AGENTES FUNGISTÁTICOS Propionatos. Dada la extensión de su uso, los fungistáticos más importan-tes son: los propionatos, los benzoatos y los sorbatos. El ácido propiónico y sus sales de sodio y calcio ejercen su acción inhibidoraal acumularse en la célula, con lo que interfiere el metabolismo por bloqueoenzimático y por competencia con sustancias esenciales para el crecimientomicrobiano, como algunos aminoácidos. Su acción fungistática es débil, por loque se requieren concentraciones bastante altas para ello; su principal aplicaciónes en los productos de panadería y repostería. Se suelen aceptar como NM entre2 000 y 3 000 mg/kg. El ácido propiónico es un producto del metabolismo inter-mediario de la degradación de ciertos aminoácidos y de la oxidación de los ácidosgrasos de número impar de átomos de carbono, esto lo hace totalmente inocuo, alextremo de que su IDA no está limitada. Benzoatos. La actividad fungistática de los benzoatos se debe a la inhibi-ción de enzimas que regulan el metabolismo del ácido acético, así como lafosforilación oxidativa y su acción sobre la pared celular. El pH óptimo para suactividad antimicrobiana es de 2,5 a 4,0. Se ha empleado mezclado con sorbatos,ya que existe un sinergismo tecnológico entre ellos. Se ha recomendado su uso en dosis variables según las categorías de ali-mentos, predominando los NM entre 1 000 y 2 500 mg/kg en la Norma Generaldel Códex para los Aditivos Alimentarios, pero en la mayoría de los países el NMnormalizado más frecuentemente es de 1 000 mg/kg (expresado como ácido134
  • 142. benzoico) solos o mezclados con otros agentes fungistáticos, aunque en produc-tos en que es habitual el consumo de raciones grandes como refrescos y jugosconsideramos más prudente aceptar solo 500 mg/L. El ácido benzoico y sus sales son muy poco tóxicos. La dosis letal media porvía oral es de 1,7 a 3,7 g/kg en la rata. En ratones a los que se administró benzoatosdurante 4-5 días al 3 % en la dieta, se observó ataxia, convulsiones, disturbios enel sistema nervioso central y necrosis cerebral; en cambio, 1 g de benzoato du-rante 90 días en humanos no provocó efectos. Se ha observado que la mortalidaden roedores tratados con benzoatos se incrementa después de un período derestricción de alimentos, lo que se puede atribuir a que la ausencia de glicina enla dieta dificulta su detoxificación y eliminación de los metabolitos por la orina. Elgato parece ser un animal especialmente susceptible al ácido benzoico y sussales. En el hombre existe la posibilidad de provocar reacciones alérgicas enpersonas susceptibles, lo cual está menos frecuentemente informado que con loscolorantes orgánico sintéticos. La IDA recomendada para los benzoatos es de5 mg/kg de peso corporal, la cual es la más estricta entre los fungistáticos trata-dos en este capítulo. Los estimados de ingestión de benzoatos exceden la IDA cuando se aceptaque los alimentos contienen los NM recomendados en la Norma General delCódex para los Aditivos Alimentarios, pero están por debajo de la IDA asumien-do que los alimentos contienen los NM nacionales, con excepción de los estima-dos de ingestión para grandes consumidores que suelen exceder la IDA; enoccidente los alimentos que principalmente contribuyen a una alta ingestión sonlas bebidas carbonatadas y saborizadas, en Japón y especialmente en China, lasalsa de soya es la principal fuente de ingestión de este aditivo. En Cuba se ha desarrollado una salsa china elaborada a partir de levaduras,en la cual se pudo reducir la DU desde 1 500 hasta 500 mg/kg de benzoato desodio, para su conservación durante el almacenamiento a temperatura ambien-tal. Los sorbatos, las sales de ácido sórbico tienen actualmente mayor exten-sión de uso que los benzoatos, especialmente en los países desarrollados. Suacción se debe a la inhibición de enzimas en la célula microbiana. Su pequeñaconstante de disociación permite su empleo en alimentos débilmente ácidos, locual no es posible en el ácido benzoico. El ácido sórbico es capaz de inhibirparcialmente el crecimiento de algunos hongos formadores de micotoxinas, tam-bién es activo en ciertos grados frente a las bacterias; de particular importanciaes su acción anticlostridial, lo que ha dado lugar a investigaciones y aplicacionespara sustituir o reducir el uso de nitrito en productos cárnicos curados. Se ha recomendado su uso en dosis variables según las categorías de ali-mentos, entre 500 y 2 000 mg/kg, predominando el NM de 1 000 mg/kg (expre-sado como el ácido, solo o en combinación con el ácido benzoico) en la NormaGeneral del Códex para los Aditivos Alimentarios. Sorbatos. El ácido sórbico es un ácido graso de cadena corta que el hom-bre metaboliza a través de la betaoxidación. Es inocuo; la dosis letal media por 135
  • 143. vía oral en ratas es de 10,5 g/kg oral. Relativamente altas dosis no han mostradoefectos sobre el crecimiento, ni sobre la ganancia en peso, ni algún otro efectotoxicológico, tampoco ha evidenciado mutagenicidad, teratogenicidad ocarcinogenicidad. La IDA recomendada es 25 mg/kg de peso corporal.ANÁLISIS DE LOS AGENTES FUNGISTÁTICOS Para la determinación de ácido propiónico, el cual se controla poco debido asu inocuidad, se utiliza un aislamiento por partición con solventes o destilación dearrastre con vapor y medición, con cromatógrafo de gases que posee detector deionización de llama. El método de análisis que más se emplea para determinar elácido sórbico está basado en la destilación de arrastre con vapor y posteriormedición colorimétrica del producto de oxidación del ácido sórbico -elmalonaldehído- con el ácido tiobarbitúrico. Para el ácido benzoico se emplean frecuentemente la mediciónespectrofotométrica, con el uso de la absorbancia a 225 nm y la cromatografíagas-líquido previa derivatización y detección con ionización de llama. Lacromatografía líquida de alta eficacia (HPLC), para la determinación de ácidobenzoico y de ácido sórbico solos y simultáneamente, con previa limpieza concolumna tipo Extrelut son los métodos más modernos.AGENTES BACTERIOSTÁTICOS Sulfitos. Uno de los aditivos que puede causar problemas en personas sen-sibles es el grupo conocido como agentes de sulfitación, que incluyen variosaditivos inorgánicos de sulfito (E 220-228), entre ellos el sulfito sódico, el bisulfitopotásico y el metabisulfito potásico, que contienen dióxido de sulfuro (SO2). Es-tos conservantes se emplean para controlar la proliferación de microbios en be-bidas fermentadas y su uso ha sido generalizado durante más de 2 000 años envinos, cervezas y productos transformados a partir de frutas. El mecanismo de la acción antimicrobiana (bacteriostática) de los sulfitos(SO3-) se debe a la inhibición de reacciones catalizadas por enzimas con grupossulfidrilos. El efecto inhibidor de los sulfitos es muy selectivo sobre las bacteriasácido acéticas y lácticas y en menor grado sobre mohos y levaduras. Además de conservadores, los sulfitos tienen otras funciones como aditivosalimentarios: se emplean como antioxidantes y agentes reductores, para la inhibi-ción de reacciones enzimáticas, y son prácticamente los mejores inhibidores delempardeamiento no enzimático debido a las reacciones de Maillard. Los sulfitostienen relativamente buena eficacia en la descontaminación del maíz contamina-do con aflatoxinas. Al constituir aditivos multifuncionales, las aplicaciones del empleo y las DUde sulfitos en alimentos han sido muy diversa: mariscos, vinagres, vinos, pulpasconcentradas de frutas, frutas y vegetales deshidratados, azúcar blanqueada norefinada, jarabes de glucosa, etc. Los NM se expresan como dióxido de azufre136
  • 144. (SO2) dependen del tipo de alimento y del objetivo tecnológico planteado. Sesuelen aceptar alrededor de 50 mg de SO2/kg cuando se emplea como agentemicrobiano, pero para vinos, pulpas de frutas concentradas y jarabe de glucosapara confitería se han aceptado hasta 400 mg de SO2/kg; suele prohibirse su usoen carnes, particularmente molida, para evitar enmascaramiento de inadecuadacalidad de la materia prima, pero con frecuencia se detecta esta aplicación frau-dulenta. En los alimentos una parte del sulfito se combina y otra aparece comodióxido de azufre libre; el procesamiento y almacenamiento de los alimentosreduce significativamente el contenido residual de sulfitos y por ellos los estima-dos de ingestión que se han realizado teniendo en cuenta los niveles reales deladitivo en el momento del consumo son más reales y se encuentran por debajo dela IDA, no así cuando se ha asumido que los alimentos contienen las DU reco-mendadas en la NGAA o los NM nacionales. Hace 2 décadas, un aporte importante en la ingestión total de SO2 en algu-nos países como los EE.UU. provenía del consumo de ensaladas elaboradas,particularmente de lechugas (que por su composición no es factible que los sulfitosse combinen en el alimento) ofertadas en restaurantes norteamericanos (prácti-ca actualmente prohibida), a las que solía adicionársele sulfito, a veces en con-centraciones excesivas de dióxido de azufre libre. Esta práctica dio lugar anumerosos episodios de intolerancia y crisis severas de asma en personas sus-ceptibles, además de afectaciones intestinales, urticaria, angioedema, hipotensióny sensaciones de picor. Se ha observado que la sensibilidad depende de los nive-les residuales del aditivo en el alimento, del individuo y del tipo de alimento. El metabolismo del sulfito en mamíferos ocurre por vía enzimática medianteoxidación a sulfato. La enzima comprometedora, citocromo oxidorreductasa,nombrada sulfito oxidasa, es aparentemente constante entre las especies demamíferos y se presenta a elevados niveles en el hígado y en bajas concentracio-nes en la mayoría de los demás tejidos del cuerpo. La rapidez metabólica de lasulfitooxidasa determina que la ingestión crónica de sulfito no se acumule entejidos, y aunque alcance un elevado estado constante de concentración, es rápi-damente eliminado después de la absorción, provocando cortos períodos de ele-vación de los niveles de sulfito en los tejidos. El sulfito tiene un efecto antinutricional:destruye la actividad de la tiamina, causando su deficiencia en el organismo. Se reconoce como genotóxico in vitro, ofrece resultados positivos en siste-mas de ensayos de aberraciones cromosómicas, formación de micronúcleos eintercambio de cromátidas hermanas, pero no in vivo, debido a su rápidainactivación en mamíferos; no parece ser un teratógeno ni cancerígeno per se,aunque desde el punto de vista experimental ha incrementado el efecto de la N-methil-N-nitro-N-nitrosoguanidina sobre la incidencia de adenocarcinomas en laregión pilórica del estómago. En personas sensibles (asmáticos), los sulfitos pue-den provocar asma, que se caracteriza por dificultades respiratorias, respiraciónentrecortada, sibilancia y tos. La IDA recomendada es de 0,7 mg (de SO2)/kg depeso corporal. 137
  • 145. Análisis de los sulfitos. El análisis de los sulfitos puede estar dirigido adeterminar los sulfitos libres, combinados o ambos simultáneamente, es decirtotal, que es lo más usual desde el punto de vista sanitario. Los métodos deanálisis de SO2 libre están casi siempre basados en la titulación yodométrica.También se han propuesto la cromatografía de gases con espacio de cabeza y lacromatografía de exclusión iónica con detección amperométrica (Wygant y col,1997). Para determinar dióxido de azufre combinado se ha informado reciente-mente un método basado en la formación de derivados de la dinitrofenilhidracina(DNPH) y determinación por HPLC. Existen muchos métodos descritos para determinar dióxido de azufre total;los más usados son colorimétricos basados en la fijación del dióxido de azufrecon tetracloromercuriato de sodio, y su posterior estimación mediante la reac-ción con el clorhidrato de p-rosanilina y formaldehído, así como los métodosbasados en destilación ácida y titulación, entre los que el Monier Williams conti-núa siendo muy reconocido y empleado, incluso adaptado para determinaciónpor HPLC. Recientemente se ha informado una ventajosa determinación de dióxido deazufre en mariscos por electrodos selectivos, y la aplicación para el análisis devinos de un biosensor de sulfito basado en la inmovilización de la sulfito oxidasaen politiramina depositada electrónicamente, con el que se obtuvieron resultadosque concuerdan con los obtenidos por los métodos establecidos hasta la fecha.NITRATOS Y NITRITOS Acción, usos y límites. En la industria láctea, los nitratos (NO3-) se sueleemplear para evitar la hinchazón de algunos tipos de quesos (como el Gouda),provocada por los gases que producen los microorganismos, y esto solo cuandola leche no es de excelente calidad microbiana. La DU recomendada por elComité FAO/OMS es de 200 mg/L de leche empleada en la elaboración de losquesos, la cual ha sido reducida en algunos países hasta 100 mg/L y se esperanresiduos en el queso inferiores a 50 mg/kg. En realidad, la exposición y riesgo por ingestión de nitratos están determina-dos por la contaminación del agua de beber y por su presencia en los alimentos,muy notoria particularmente en algunas familias de hortalizas (Chenopodáceas yCrucíferas), como residuos de la fertilización de la agricultura. En la actualidad el nitrato de sodio o potasio ya no se utiliza con tanta fre-cuencia como aditivo alimentario para el curado de las carnes, debido a que eneste proceso, el nitrito de sodio es el aditivo específico que actúa como agenteantimicrobiano, fija el color rosado característico de los productos cárnicos cura-dos e influye sobre otras propiedades organolépticas. La propiedad antimicrobiana más importante del nitrito (NO2) es su acciónanticlostridial, particularmente contra el Clostridium botulinum, particularmen-te inhibiendo el crecimiento de las esporas del Clostridium bolulinum. Las pro-piedades anticlostridiales del nitrito son sumamente importantes en la prevencióndel botulismo a través del consumo de los productos cárnicos curados.138
  • 146. Otras funciones del nitrito en el curado de las carnes tienen una influenciaorganoléptica. Los mecanismos de la reacción colorimétrica fueron explicadospor una combinación del óxido nítrico con los pigmentos de la carne. La influen-cia del nitrito sobre el sabor y aroma de los productos cárnicos curados puedeestar relacionada, si no directa, indirectamente con la acción antioxidante de esteaditivo. Es importante destacar que para su acción antimicrobiana, particular-mente antibotulínica, se considera que se requiere la adición de las cantidades deladitivo que emplea la industria, lo que determina los límites de tolerancia estable-cidos en todos los países, pues para el resto de sus funciones las cantidades quese requieren son mucho menores. En general, hoy se considera que algo más de100 mg/kg son suficientes para la acción antimicrobiana y los demás objetivostecnológicos de los nitritos en los productos curados. Los NM establecidos del aditivo varían entre 120 y 150 mg/kg. Toxicocinética y efectos biológicos. Los nitritos se absorben por difu-sión a través de la mucosa gástrica y la pared intestinal. El nitrito absorbidoreacciona con la hemoglobina (Hb2+) para formar metahemoglobina (Hb3+). Laintoxicación aguda con nitrito provoca metahemoglobinemia. El hombre adultoes poco susceptible, y en la práctica, solo cuando la dosis de aplicación ha sidoextremadamente elevada, por confundir la sal común con sal de nitro, o acciden-tes en los que se empleó nitrito reactivo para el curado de las carnes, surgencasos de intoxicaciones frecuentemente fatales. La metahemoglobinemia afectafundamentalmente a los niños lactantes, lo cual se debe a varios factores: lahemoglobina fetal se oxida con facilidad a metahemoglobina, y los lactantes notienen desarrollado el sistema enzimático NADH metahemoglobina reductasa,capaz de impedir o dificultar la oxidación de la hemoglobina. La IDAs recomendadas para nitratos y nitritos son: de 3,7 mg de nitrato(expresado como ión)/kg de peso corporal y 0,07 mg de nitrito (expresado comoión)/kg de peso corporal.C OMPUESTOS DE N- NITROSO Lo que ha determinado la preocupación por riesgo crónico potencial de laingestión de nitrito, y en particular por su empleo en la industria cárnica, y enmenor extensión la de una alta ingestión de nitrato, han sido la demostración de laformación de nitrosaminas en los productos cárnicos curados con nitrito, la sínte-sis de estos compuestos in vivo a partir de este precursor y la elevada potencia-lidad cancerígena de estos compuestos N-nitroso. Los compuestos de N-nitroso (CNNO) se caracterizan por la presencia delgrupo nitroso (N=O) unido al átomo de nitrógeno; se dividen en nitrosaminas ynitrosamidas. Las nitrosamidas son menos estables y termolábiles, mientras quelas nitrosaminas, que han sido mucho más estudiadas, son estables, solo se des-componen lentamente por acción de la luz o en soluciones acuosas ácidas. Através de la exposición exógena y endógena, el hombre está expuesto diariamen-te a cantidades variables de CNNO. 139
  • 147. Toxicocinética y efectos biológicos. La ingestión oral conduce a la ab-sorción por el tracto gastrointestinal (particularmente por el intestino). Tras suabsorción las nitrosaminas se distribuyen por el torrente circulatorio; de la sangredesaparecen prácticamente a las 8 h; no se bioacumulan. Las nitrosaminas re-quieren activación metabólica por la actividad de las enzimas microsomales he-páticas vinculadas a la acción del citocromo P450. En ratas la DL50 para laN-nitrosodimetilamina es de 27 a 41 mg/kg de peso corporal. Los efectos agudosde la N-nitrosodimetilamina y la N-nitrosomorfolina sobre el hígado se caracteri-zan por un incremento en la actividad de la enzima transaminasa glutámico pirúvicasérica y necrosis centrolobular. Las nitrosaminas son mutágenos potentes que alquilizan el DNA (por ejem-plo, la metilación de la guanidina en la posición O6), siendo entonces, canceríge-nos iniciadores. El grado de susceptibilidad a la carcinogénesis varía con la especiey se observa cierta especificidad en la localización de los tumores. En animalesde experimentación, tanto dosis simples severas como dosis bajas repetidas, pro-ducen efectos cancerígenos. Niveles y límites. Aunque a bajos niveles, la N-nitrosodimetilamina(NDMA) es la nitrosamina volátil que con mayor frecuencia se detecta en losalimentos, lo cual es resultado de estar entre las más buscadas como consecuen-cia del desarrollo de los conocimientos de la analítica de estos compuestos, y porla comparativamente alta abundancia de precursores en relación con otrasnitrosaminas. Niveles significativamente mayores de otra nitrosamina, laN-nitrosopirrolidina (N-PYR) suelen encontrarse en la tocineta (bacon) cuandose fríe. Derivado del empleo de nitrito como aditivo, los alimentos con mayorpositividad a la NDMA y otras nitrosaminas volátiles son los productos cárnicoscurados; los cambios tecnológicos y regulaciones sanitarias, como son la dismi-nución de la dosis de uso de nitrito y el empleo de ascorbato o eritorbato comoantioxidantes e inhibidores de la nitrosación, han originado reducción de la conta-minación de los productos cárnicos curados con las nitrosaminas, y por tanto dela exposición exógena a estos cancerígenos; sin embargo, resulta difícil pensarque la introducción de cambios tecnológicos y regulaciones sanitarias que impli-can la disminución de los niveles de nitrosaminas volátiles en los alimentos hayasucedido también en los países en desarrollo y en América Latina, prácticamenteexiste muy pocas publicaciones sobre los niveles de nitrosaminas en los alimen-tos. Formación in vivo de los compuestos de N-nitroso. El riesgo a lasnitrosaminas puede ser endógeno. La cantidad y variedad de compuestosnitrosables que ingresan al organismo es enorme, particularmente a través de losalimentos y medicamentos, por lo que la ingestión de nitrito desempeña un papeldeterminante en la extensión de la nitrosación. La cantidad de compuestos de N-nitroso formados en el estómago puede ser superior para individuos que presen-tan aclorhidria, ya que se incrementa la presencia y actividad de la microflorabacteriana que a bajos pH no puede proliferar. Algunas bacterias son productoras140
  • 148. de enzimas nitratorreductasas, capaces de reducir cantidades considerables delnitrato ingerido que no sufrió cambios en la boca, y con ello provocarsignificativamente mayor biosíntesis de compuestos de N-nitroso en el estóma-go. La formación endógena de compuestos de N-nitroso se vincula desde elpunto de vista epidemiológico con el cáncer de estómago, esófago y tracto urinario.ANÁLISIS DE LOS NITRATOS, NITRITOS Y COMPUESTOS DE N-NITROSO Se han informado métodos de análisis rápidos y muy sensibles para deter-minar nitratos y nitritos por HPLC con detección electroquímica, pero el métodode análisis clásico para determinar nitrito en los productos cárnicos curados es ladeterminación colorimétrica a partir de ácido sulfanílico y naftilamina, o preferi-blemente, sulfanilamida y clorhidrato de N-1-naftiletilendiamina, en medio ácido.Con este método es posible detectar entre 0,5 y 1 mg/kg, con lo cual se logranporcentajes de recuperación por encima del 95 % y coeficientes de variaciónmenores que 3 %. Los nitratos se determinan por diferencia entre la concentra-ción obtenida en una alícuota que se eluye a través de una columna que contieneun reductor, como el cadmio metálico, y la obtenida en una alícuota semejante noeluida a través de la columna reductora. Gran número de métodos de análisis han sido ensayados para la determina-ción de nitrosaminas en diversos medios. Inicialmente se propusieron técnicasbasadas en cromatografía de placa delgada y polarografía, ambas metodologíasson inespecíficas e introducen muchos falsos positivos; además de poseer bajasensibilidad para las concentraciones de nitrosaminas que habitualmente se en-cuentran presentes en alimentos, cosméticos y otros medios. El empleo de uncromatógrafo de gases acoplado con un espectrómetro de masa (GLC-MS) per-mite un análisis adecuado de las nitrosaminas volátiles, pero por su elevado costoy complejidad, esta metodología se considera útil solo para la confirmación y nopara el pesquisaje de estos compuestos. El desarrollo de detectores específicos para la determinación del grupoN-nitroso (N-N=O) se convirtió en gran necesidad para el análisis de muestrasambientales. El descubrimiento del analizador de energía térmica (TEA) permi-tió un verdadero avance en el análisis de las nitrosaminas. Este detector se fun-damenta en que el enlace N-N de las nitrosaminas es considerablemente másdébil que otros enlaces, y puede ser convertido en radical nitrosilo (NO) a 500-600 oC, el cual reacciona con ozono al vacío y produce el radical excitado NO2º,que emite fotones que se detectan en la región infrarroja con la ayuda de unfotomultiplicador y un amplificador. El TEA es altamente específico para el gru-po N-N=O, ya que se requiere muy poca purificación de las muestras y solonecesita extracción y concentración previa a la inyección en el cromatógrafo degases acoplado al TEA. Para el análisis de alimentos, los métodos de extracciónson fundamentalmente mediante disolventes (el diclorometano es el más utiliza-do), destilación por arrastre de vapor y destilación al vacío. 141
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  • 152. CAPÍTULO 11 Peligros toxicológicos de los envases plásticos Grettel García Díaz y Consuelo Macías Matos Los envases plásticos que se emplean para conservar los alimentos puedenceder sustancias químicas al producto que contienen. Las autoridades interna-cionales en el ámbito de la salud pública han mostrado su preocupación por cono-cer la exposición del consumidor a las sustancias provenientes de los envases. Los materiales en contacto con alimentos son fuente potencial de contami-nación, de ahí la necesidad de conocer la exposición a estas sustancias indesea-bles en la dieta. Como derivado del petróleo, el plástico es un compuesto sintético nobiodegradable cuya producción resulta muy contaminante; además, su incinera-ción produce sustancias altamente tóxicas que generan graves problemas decontaminación y salud. Sin embargo, el mayor peligro de los plásticos es el quegenera este material al entrar en contacto con los alimentos o bebidas y losjuguetes infantiles. El reciclaje y la investigación sobre la toxicidad de los plásticos resultantareas dificultosas, debido a que a ellos se incorporan diferentes aditivos paraadaptarlos a sus distintos usos. Estos aditivos pueden abandonar la matrizpolimérica (el plástico propiamente dicho) y contaminar los alimentos en un pro-ceso conocido como migración de sustancias tóxicas. La migración aumenta con el incremento de temperatura (20 ºC son sufi-cientes para desarrollar el proceso) y con el tiempo de almacenamiento del pro-ducto. La velocidad con que la industria introduce nuevas sustancias químicassupone otra importante dificultad, ya que resulta imposible investigar los efectossobre la salud de los nuevos compuestos plásticos antes de su introducción en elmercado. De los materiales plásticos empleados para envasar alimentos el policlorurode vinilo (PVC) es el que más reacciones ha suscitado, debido a su toxicidad y ala contaminación ambiental derivadas de su fabricación e incineración; a esterespecto, varios países han tomado medidas contra el empleo de PVC en losenvases de alimentos. También el poliestireno (el material de los vasos de yoguro las bandejas de corcho blanco) puede aportar al organismo sustancias conefectos mutágenos y cancerígenos. Si bien los niveles de esta sustancia detecta-dos en productos lácteos no superan los límites legales, no se conocen sus efec-tos a largo plazo. 145
  • 153. Una de las consecuencias más graves del fenómeno de la migración es lacontaminación hormonal, por la que muchos aditivos de los plásticos son capacesde funcionar en el organismo como hormonas, potenciando su efecto o bloquean-do su acción. Así, este proceso puede provocar alteraciones en el desarrollosexual, feminización y masculinización, infertilidad, insuficiencias hormonales ocáncer. Se han descrito hasta 10 grupos de sustancias que se comportan comoestrógenos (hormonas femeninas), muchas de ellas de uso habitual en procesosindustriales y agrícolas (detergentes, plásticos, cosméticos, anticonceptivos, in-secticidas, etc.). Los estudios científicos indican que el incremento de mortalidadpor cáncer de mama, ovario o próstata en las últimas décadas se debe a lacontaminación por estas sustancias. Los efectos de estos aditivos pueden manifestarse mucho tiempo despuésde su incorporación y hasta en la descendencia, al pasar a esta durante el emba-razo y la lactancia. Un grupo de científicos de la Unión Europea trata de establecer un modelomatemático que permita predecir la migración de estas sustancias químicas delos envases a los alimentos. La Unión Europea dispone de unas listas positivas de sustancias químicasque se pueden emplear en la fabricación de envases plásticos para alimentos.Cuando estos materiales se chequean se ve siempre el caso más extremo para elconsumidor, por ejemplo, desde el punto de vista de la temperatura. De estemodo se garantiza que, aunque migre la sustancia, no va a suponer ningún riesgopara el consumidor. La legislación impone unos límites de migración que se sitúan en 60 mg desustancia química por kilogramo de producto alimenticio. Sin embargo, para lassustancias que pueden presentar más problemas o riesgo se establecen límitesmucho más estrictos, en función de su toxicidad potencial, ya que los efectos deestas sustancias en el consumidor casi siempre son acumulativos a largo plazo. Desde hace varias décadas los envases plásticos han sido utilizados prefe-rentemente como el medio de transporte del alimento al consumidor. Sin embar-go, el desarrollo tecnológico de la industria alimentaria ha permitido aumentar susfunciones y en la actualidad poseen funciones tan diversas como:− Preservar la calidad del alimento.− Ofrecer información al consumidor.− Proteger el producto envasado frente a contaminaciones externas. Por lo general los envases plásticos son higiénicos, cómodos y atractivos.Además sus propiedades y la tecnología permiten lograr múltiples combinacio-nes en envases rígidos, semirrígidos y flexibles, que cumplan los requerimientosde conservación de un producto terminado. Los envases plásticos tienen como desventaja la posible contaminación delalimento por la migración de sustancias químicas desde el envase. Los polímerospor su gran tamaño molecular no son solubles en los alimentos y son inertes, por146
  • 154. lo que no representan riesgos. A la contaminación solo pueden contribuir aquelloscomponentes del plástico, que por su bajo peso molecular difunden a la superficiede contacto y se disuelven en el alimento: los residuos de la polimerización entrelos que están los monómeros que quedan libres y los aditivos que se añaden confines tecnológicos. No siempre es posible evitar totalmente la presencia de residuos de lapolimerización en la materia prima o el artículo terminado, ni el uso de aditivostotalmente inocuos; las consecuencias para el alimento pueden variar desde sa-bores extraños hasta su contaminación con compuestos tóxicos. Por esto, laformulación de un material plástico debe seleccionarse, de forma tal que la mi-gración sea mínima y que las sustancias que migren no causen riesgos toxicológicosal consumidor. Existen regulaciones sanitarias que aseguran que no haya riesgo para lasalud debido a la ingestión de alimentos contaminados con compuestos del enva-se; muchos países, especialmente aquellos que tienen una industria petroquímicadesarrollada, cuentan con estas regulaciones. En Estados Unidos el uso de losplásticos en contacto con alimentos está bajo la Jurisdicción de la Administraciónde Alimentos y Drogas (FDA). Cuando se trata de alimentos en contacto con materiales plásticos se esta-blece como exigencia primaria que estos no pueden, en condiciones normales deuso, transferir sus constituyentes a los alimentos en cantidades tales que puedan:− Causar riesgos a la salud.− Producir cambios indeseables en la composición del alimento.− Alterar sus características organolépticas. Para evitar el riesgo a la salud del consumidor y la alteración de las propie-dades organolépticas del alimento se aplican los criterios siguientes:− Se delimita la cantidad y calidad de los aditivos y monómeros utilizados en el envase plástico. Estas son las llamadas listas positivas.− Se delimita la migración de la sustancia a los alimentos, sobre la base de una autorización en la que el productor debe suministrar al organismo responsable información acerca de: entidad, composición, propiedades, especificaciones, cantidad que se debe usar y finalidad del uso, información de la operación y datos toxicológicos. El uso de materiales plásticos en envases y embalajes para alimentos debecumplir normas básicas de seguridad para evitar posibles contaminaciones y mi-nimizar la migración de compuestos que alteren las propiedades o seguridad delcontenido. Una nueva lista de materiales autorizados para la fabricación de en-vases plásticos, así como los límites máximos de migración quedaron reguladospor una normativa el 22 de febrero del 2005. La migración está relacionada con todos los componentes de bajo pesomolecular que se añaden o quedan residualmente en el plástico y que puedentransferirse al alimento en contacto como son:− Residuos de la polimerización. 147
  • 155. − Solventes.− Plastificantes.− Estabilizadores del calor y la luz.− Antioxidantes.− Absorbentes de la luz ultravioleta.− Reforzantes.− Lubricantes.− Agentes antibloqueo.− Desmoldantes.− Pegamentos.− Espumantes. La migración está regida por el fenómeno de la difusión del aditivo en lamatriz del plástico y su solubilidad en el alimento, de aquí se desprende la influen-cia de distintos factores en este proceso:− La naturaleza y estructura química del aditivo, que implica mayor o menor interacción con el polímero; también influye el tamaño (al aumentar el peso molecular disminuye la migración) y la concentración del polímero.− La composición y propiedades de los alimentos: como la mayoría de los aditi- vos y monómeros son compuestos orgánicos insolubles, la migración es mu- cho mayor en los alimentos grasos que en los alimentos líquidos no grasos; en los alimentos secos no grasos la interacción es mínima y la migración es insig- nificante.− La temperatura y el tiempo de contacto del material con el alimento son direc- tamente proporcionales a las cantidades migradas.− La relación entre la superficie de contacto del plástico respecto al volumen de alimento envasado (en los envases pequeños la relación superficie/volumen aumenta lo que favorece la migración. Hay que tener en cuenta que el envase sufre junto con el alimento losprocesos de elaboración y conservación (esterilización, congelación y desconge-lación, irradiación y microondas), los cuales también influyen sobre la migración.MIGRACIÓN TOTAL Y ESPECÍFICA A los efectos prácticos se debe hacer una distinción entre migración total oglobal y migración específica. La primera responde a la suma de todos los com-puestos que se transfieren al alimento, sean de interés toxicológico o no, inclu-yendo sustancias que son fisiológicamente inertes, pero no podrían tener un efectosobre las propiedades organolépticas del alimento. Es un método de detecciónque ahorra tiempo y recursos cuando no se espera un riesgo particular, se realizapor la medida gravimétrica de un residuo obtenido en simulantes de alimento y encondiciones experimentales fijadas. La migración específica se refiere a uno o más compuestos definidos, quese determinan mediante un método particular por interés toxicológico. Para148
  • 156. determinar la migración específica de cada aditivo o monómero es necesariodisponer de un método analítico selectivo, preciso y con suficiente sensibilidad,que permita cuantificar las cantidades trazas que se encuentran en los alimentos. La migración se puede expresar como cantidad de sustancia (o sustancias,migrada por kilogramo de alimento (mg/kg o por superficie en contacto (mg/dm2).Los límites de la migración total están entre 5 y 10 mg/dm2 ó 60 p.p.m. conside-rando que la relación superficie/volumen en la mayoría de los envases es 0,6:1. No siempre es posible realizar los experimentos de migración en las con-diciones prácticas de uso, es necesario lograr condiciones experimentales: solucio-nes de extracción, tiempo y temperatura de contacto y relación superficie/volumen,lo cual adicionalmente hace comparables los resultados. La naturaleza heterogénea de los alimentos provoca grandes dificultadesanalíticas para la determinación de los colorantes, que además se encuentrancasi siempre en cantidades trazas. Para evitar esto se sustituyen los alimentospor soluciones modelos.-soluciones simulantes- que tratan de imitar la acciónextractiva de los alimentos. Las variables que deben fijarse para el estudio de la migración en condicio-nes experimentales son el tiempo y la temperatura, sobre la base del proceso oalmacenamiento real que va a tener el alimento, tratando de aumentar la tempe-ratura para ahorrar tiempo.P R I N C I PA L E S P L Á S T I C O S U T I L I Z A D O S PA R A E LENVASADO DE ALIMENTOS Polietileno (PE). Se forma por la polimerización del gas etileno. Existen 2tipos en dependencia del proceso de polimerización: el polietileno de baja densi-dad (PEBD) y el polietileno de alta densidad (PEAD), aunque también existenmateriales intermedios. PEBD es ligeramente translúcido, de aspecto ceroso y muy flexible. Ofre-ce baja permeabilidad al vapor de agua y alta a los gases (especialmente aloxígeno). Se usa ampliamente en la confección de bolsas solo o combinado conpapel, aluminio y otros materiales plásticos. El PEAD es más duro, menos transparente y flexible. Tiene más bajapermeabilidad al vapor de agua. Se utiliza en botellas, bandejas y artículos domésti-cos. Polipropileno (PP). Se produce por polimerización del propileno. Es másduro que los polietilenos. Los artículos obtenidos por moldes presentan una su-perficie brillante. Es menos resistente que el PEAD. Presenta muy baja per-meabilidad al vapor de agua y al oxígeno. Se usa en artículos domésticos y enenvases que se llenan a temperaturas altas, también en bolsas para envasargalletas, bizcochos y otros productos que requieran ausencia de agua. Poliestireno (PS). Se forma por polimerización del estireno. Cuando lapolimerización tiene lugar solo a partir de estireno como unidad estructural seobtiene un plástico rígido, transparente, pero con gran fragilidad. Si al polimerizar 149
  • 157. se le añade butadieno, se logra disminuir esa fragilidad, pero a la vez pierde latransparencia y se obtienen los llamados poliestirenos de alto impacto PSAI ypoliestireno de medio impacto (PSMI). También se consigue este objetivo por laadición de otro monómero, el acrilonitrilo, copolímero estireno-acrilonitrilo (SAN,mantiene la transparencia, presenta alta dureza y resiste elevadas temperatu-ras). Otra posibilidad es la copolimerización de estireno, acrilonitrilo y butadienopara obtener el llamado ABS, menos transparente y de buena resistencia a losgolpes. El poliestireno posee baja permeabilidad a los gases y al vapor de agua.Su principal uso es en potes, tubos y bandejas para productos lácteos. Policloruro de vinilo (PVC). Se produce por la polimerización del clorurode vinilo (CV). Es un material duro, rígido, transparente y brillante; de esta formase fabrican botellas para el envasado de agua mineral, vinagre, aceite y jugos.Cuando se añaden plastificantes se obtiene un material sumamente flexible quese procesa en películas para envolver quesos, embutidos, carnes, frutas y vege-tales; en mangueras, para conexiones industriales y de agua potable; en potes ytubos, para mermeladas, pastas y mostaza y en el sellado de las tapas de pomosy botellas. Se caracteriza por presentar muy baja permeabilidad al vapor agua y a losgases. Posee buena resistencia a los aceites y grasas. Terftalato de polietileno (PET). Se produce por la polimerización delácido terftálico y el etilenglicol. Pertenece al grupo de los poliésteres saturados.Es un plástico relativamente nuevo que tiene un creciente en sus 2 formas: rígidoy flexible; además de la gran transparencia y brillo que presenta, la propiedadmás apreciada es que constituye una barrera a los gases. Las botellas se usanmucho en el envasado de jugos y bebidas carbonatadas y cervezas. Debido a que resiste elevadas temperaturas se usa en su forma flexible (lacual depende del proceso tecnológico de fabricación) para el envasado de comi-das que suelen ser calentadas o cocinadas en el envase. Este uso está última-mente relacionado con el cocinado por microondas. Las películas generalmenteson combinadas con polietileno, aluminio y otros materiales para lograr buensellado o cuando se necesita un almacenamiento por largo tiempo.MONÓMEROS DE MAYOR INTERÉS TOXICOLÓGICOCLORURO DE VINILO Es un gas incoloro que constituye la unidad estructural del PVC. Se utilizatambién como monómero en el policloruro de polivinilideno (PVDC y otrospolímeros). Toxicocinética y efectos biológicos. El PVC se absorbe por inhalacióny por vía oral. Se distribuye al hígado y los riñones inmediatamente después de laexposición, y algunos metabolitos permanecen en los tejidos hasta 48 horas. Se150
  • 158. metaboliza mediante las monooxigenasas por función mixta a óxido de cloroetileno,el cual se reordena momentáneamente a cloroacetaldehído. Se excreta por laorina a través de sus 2 metabolitos principales: la S-carboximetilcisteína y elácido tiodiglicólico, y también sin cambio en pequeñas cantidades por vía respira-toria. La intoxicación aguda provoca irritación de las membranas mucosas y res-piratorias, así como pérdida de la conciencia. La intoxicación crónica se desarro-lla después de 4 ó 5 meses hasta varios años después de la exposición. En suprimera etapa se caracteriza por polimorfismo, variabilidad esencial y perturba-ción de la regulación vascular-vegetativa, termorregulatoria, neurotrófica y cam-bios en la piel, acrosteólisis de las falanges terminales de los dedos. En la segundaetapa se produce polineuritis vegetativa, perturbación de la actividad cardíaca(arrítmia), afectación del sistema nervioso central, esplenomegalia,trombocitopenia, función respiratoria reducida anemia y leucopenia. El carácter carcinogénico del CV está bien establecido. En un experimentocon ratas se les suministraron por vía oral concentraciones de 3,33; 16,65 y50 mg/L de CV en aceite de oliva; a partir del segundo grupo aparecieroncarcinomas epidermoides y nefroblastomas. También en estudios epidemiológicosse mostró que la incidencia de mortalidad por cáncer era mayor en trabajadoresexpuestos que en población no expuesta. Niveles y límites. Estudios sobre la migración del CV a los alimentosmostraron niveles de 9,4 mg/L en vinagre, 14,8 mg/L en aceite y en bebidasalcohólicas almacenadas en botellas de PVC durante 6 años hasta 20 mg/L. Seestudió la migración en relación con el tiempo y la temperatura, usando distintossimulantes y distintas concentraciones residuales en el envase. Los valores máselevados de la migración se encontraron en el alcohol al 50 % y en los simulantesgrasos, y disminuía al ir reduciendo las concentraciones residuales en el envasehasta no ser detectable para niveles de 1 mg/kg. Se realizaron cambios tecnológicos que redujeron al mínimo posible los ni-veles de CV en el envase, y se desarrollaron métodos de análisis cada vez mássensibles que permitieron determinar cantidades menores que 1 mg/kg en el plásticoy 0,01mg/kg del alimento, cifras que se consideran los actuales límites máximosde residuo (LMR).ESTIRENO El estireno es un líquido transparente, viscoso, con olor fuerte y desagrada-ble. Su principal uso es en la producción de polímeros y copolímeros de poliestireno,también se utiliza como agente entrecruzante en la fabricación de resinas poliésterinsaturadas. El primer uso del estireno, que aún se mantiene, fue en la industriadel caucho en la fabricación de gomas de estireno-butadieno y estireno-acrilonitrilo. Toxicocinética y efectos biológicos. La absorción del estireno es rápiday la vía principal es la respiratoria, también se absorbe por la piel y la vía oral. Sedistribuye a través de todos los órganos y tejidos y se acumula en el tejido adiposo, 151
  • 159. donde el tiempo de vida media es de 2 a 5 días. Es metabolizado a 7,8 óxido deestireno por las oxidasas de función mixta. Los principales metabolitos urinariosson el ácido mandélico y el fenilglioxílico, los cuales que se usan para medirexposición reciente a estireno. En animales de experimentación expuestos a los vapores de estireno seprodujo irritación de las membranas mucosas, depresión del sistema nerviosocentral y daño pulmonar agudo. En dosis oral de 200 mg/kg de peso corporaldurante varios meses se produjeron en los animales cambios hematológicos einmunológicos y daño renal. Por ambas vías se produjo daño hepático incluyendoinfiltración grasa del hígado y necrosis de las células hepáticas. El estireno resul-tó ser un carcinógeno probable solo en 1 de 3 estudios en ratones y no carcinógenoen ratas. Su principal metabolito intermedio, el 7,8 óxido de estireno presentó unaletalidad de 4 a 5 veces mayor que el estireno y en estudios in vitro demostró sermutagénico. En estudios epidemiológicos se ha encontrado aumento del riesgode cáncer de los sistemas linfáticos y hematopoyéticos en trabajadores expues-tos; sin embargo, hasta el momento existe insuficiente evidencia para estableceruna relación causa-efecto entre exposición a estireno y desarrollo de cáncer enhumanos. Niveles y límites. La significación sanitaria que tiene el control de la mi-gración del estireno se debe no solo a su toxicidad, sino también a que él causaalteraciones organolépticas sobre ciertos límites. Con el desarrollo tecnológico alcanzado actualmente, los niveles de estirenoencontrados en los poliestirenos están, como rango general, entre 200 y 1 200 mg/kg, y enlos alimentos son menores que 0,2 mg/kg. El Comité Mixto FAO/OMS de Expertos de Aditivos Alimentarios acordóque no se requería una limitación específica para el estireno, ya que su presenciaes autolimitadora desde el punto de vista organoléptico, pero recomendó que losmateriales a partir de polímeros de estireno se produjeran conforme a las buenasprácticas de fabricación.ACRILONITRILO El acrilonitrilo es un líquido volátil, incoloro, inflamable, con un olor dulce ycaracterístico. Cuando se polimeriza solo se obtiene el poliacrilonitrilo (PAN),con el estireno y el butadieno los ya nombrados SAN y ABS. Tiene la caracterís-tica de conferirle a su polímero y copolímeros impermeabilidad a los gases, resis-tencia a las grasas, aceites y a la humedad, y en alta proporción transparencia.En la fabricación de gomas se utiliza copolimerizado con butadieno para obtenerun caucho sintético resistente a los aceites. También en fibras acrílicas paratejidos. Toxicocinética. El acrilonitrilo se absorbe rápidamente por vía dérmica ypulmonar, también por vía oral. No se acumula. Se distribuye de forma bastanteuniforme en los distintos tejidos y órganos, los mayores niveles se encuentranen eritrocitos, piel y estómago en dependencia de la vía de entrada. Han sido152
  • 160. identificados 10 metabolitos. Se metaboliza por la vía de las monooxigenasas defunción mixta a glicidonitrilo, y este o el propio acrilonitrilo se conjuga con elglutatión, dando lugar a ácidos mercaptúricos que son los principales metabolitosurinarios. También se metaboliza parcialmente a cianuro y se elimina por la orinacomo tiocianato. Efectos biológicos. Los efectos tóxicos no son específicos, se relacionanprincipalmente con el tracto gastrointestinal y respiratorio, el sistema nerviosocentral y los riñones. La LD50 está entre 25 y 186 mg/kg de peso; los ratones sonmás sensibles que las ratas, conejillos de india y conejos. Es embriotóxico yteratogénico en hamsters y ratas. Probablemente no es mutagénico por si mis-mo, pero sí sus metabolitos. Es carcinogénico en ratas a través de los alimentosy por inhalación. No se ha demostrado una correlación entre exposición e inci-dencia de cáncer concluyente en estudios epidemiológicos, pero los resultadossugieren la posibilidad de que también sea cancerígeno en el hombre. Límites. El Comité Mixto FAO/OMS recomendó reducir al mínimo posiblela exposición humana al acrilonitrilo. En lo que a envases respecta, la tecnologíano alcanzó los mismos avances que con el cloruro de vinilo, y los niveles residualesno han podido disminuirse tanto, por ello, las medidas tomadas implican restric-ción en el uso, se prohibieron las botellas de PAN y se estableció un límite en losalimentos de 0,02 mg/kg. Análisis. La cromatografía gaseosa con la técnica de espacio de cabezaes el método de análisis recomendado para determinar cloruro de vinilo, estirenoy acrilonitrilo en los plásticos y en los alimentos. Este método presenta la ventajaque la determinación se realiza directamente en el alimento sin preparación pre-liminar (digestión, extracción), y como se inyecta en el cromatógrafo una alícuo-ta de la fase gaseosa, se disminuyen las interferencias de otros componentes delalimento o del plástico, lo cual permite obtener mayor sensibilidad. Los límites dedetección alcanzados son alrededor de 1 mg/kg en el plástico y de 0,05 a0,001 mg/kg en los alimentos.ADITIVOS Los aditivos empleados en los materiales plásticos de mayor interéstoxicológico son los plastificantes, estabilizadores y pigmentos.P LASTIFICANTES Los plastificantes son los aditivos que tienen la finalidad de aumentar laflexibilidad del polímero y adicionalmente disminuyen la fragilidad y actúan comolubricantes internos, reduciendo las fuerzas de fricción y la temperatura de pro-cesamiento. Los plastificantes tienen la particularidad, a diferencia de la mayoría de losdemás aditivos, que requieren ser añadidos en elevada proporción (10-50 %),para que puedan ejercer su acción flexibilizante, como se puede ver, esto es yaun problema desde el punto de vista de la migración. 153
  • 161. Existe un amplio rango de plastificantes: ésteres de los ácidos fosfóricos,ftálicos, adípicos, sebacínicos y cítricos, parafinas cloradas, difenilos clorados yaceites vegetales epoxidados. Los ésteres fosfóricos, por ejemplo, eltricresilfosfato, a pesar de ser excelentes plastificantes, siempre han estado fue-ra de las listas positivas por su conocida toxicidad, igualmente sucede con losdifenilos y parafinas cloradas. El material plástico de mayor uso en relación con alimentos donde se utili-zan plastificantes es el PVC. Los plastificantes más usados durante años en elPVC han sido el dietilhexilftalato (DEHP) llamado también dioctilftalato (DOP)y el dietilhexiladipato (DEHA) o dioctiladipato (DOA). El DEHP tiene bajavolatilidad, muy buena retención por el plástico, excelente estabilidad al calor y ala luz, así como le proporciona gran flexibilidad y buena resistencia al PVC. ElDEHA tiene la ventaja de tener buena resistencia a bajas temperaturas y portanto particular aplicación en estos casos, es más volátil que el DEHP y no tienetan buena retención por el PVC. En los primeros estudios toxicológicos el DEHP se reveló como un com-puesto poco tóxico; la LD50 fue de 31 mg/kg. Pero ya en estudios de toxicidadcrónica mostró amplia variedad de sutiles efectos biológicos: aumento del tama-ño del hígado, disminución de la velocidad del flujo coronario, inhibición de lasenzimas del metabolismo de los carbohidratos y alteraciones del tejido hepático.Por otra parte, se fue acumulando información sobre la migración, se encontróen leche que pasaba a través de las tuberías de ordeño, en sangre almacenada enbolsas de PVC y en tejidos humanos de personas que habían recibido transfusio-nes de dicha sangre y en alimentos donde adicionalmente se encontró una rela-ción directa de la migración con la cantidad de grasa. El Programa Toxicológico Nacional de los EE.UU. publicó resultados queindicaban que el DEHP causaba efectos cancerígenos en altas dosis en ratas yratones de uno y otro sexos, así como efectos similares se notaron en el DEHAen ratones hembras y posiblemente también en ratones machos. La AgenciaInternacional de Investigaciones sobre el Cáncer concluyó que existía evidenciasuficiente para declarar que el DEHP es cancerígeno en ratas y ratones, y evi-dencia limitada sobre la carcinogenicidad del DEHA en ratones, además que noexisten datos suficientes para evaluar en humanos. Se recomienda reducir la exposición humana a DEHP, y ya que sus nivelesen el plástico no pueden ser reducidos porque dejaría de cumplir su función, seríaposible lograrlo mediante el uso de plastificantes alternativos que fuerantoxicológicamente aceptables u otros materiales plásticos alternativos. Una delas medidas tomadas ha sido sustituirlo por el DEHA en las películas para envol-ver alimentos. Se ha calculado que la ingesta dietaria máxima de DEHA, consi-derando el consumo de alimentos envasados y el nivel promedio de DEHA endichos alimentos, es alrededor de 16 mg/persona/día, la posibilidad de riesgo a lasalud con esta ingesta es remota y aunque no existe razón, por tanto, para prohi-154
  • 162. bir el uso de materiales de envases que contengan DEHA, debe reducirse esaingesta. En años recientes el uso de películas adheribles de PVC ha ido en francoaumento, tanto en los establecimientos de ventas al por menor, como en usosdomésticos que incluyen conservación en frío o cocinado en el envase pormicroondas. Tanto la industria productora de plástico como la de envasar alimen-tos han tomado medidas para poder continuar utilizando este tipo de películas,que fueron: disminuir el grosor de las películas, con lo cual se reduce la concen-tración del plastificante en contacto, así como la migración y la sustitución parcialo total del DEHA por un plastificante polimérico, que por su mayor tamañomolecular deberá migrar menos. Otro material que requiere el uso de plastificantes y al cual se le ha dedica-do atención sanitaria es la celulosa. Las películas de celulosa regenerada (celo-fán) simples o revestidas con nitrocelulosa o con copolímeros del cloruro devinilideno-cloruro de vinilo (PVDC, comercialmente Sarán) tienen distintas apli-caciones en el envasado de alimentos, por ejemplo, envolturas para caramelos,chocolates, confituras, cakes, pasteles y otros, y son plastificadas con mezclasde glicoles. El monoetilenglicol y el dietilenglicol, muy adecuados tecnológicamente, re-basaban los límites de migración fijados y han sido sustituidos por una mezcla depropilenglicol (PG), trietilenglicol (TEG), polietilenglicol (PEG), glicerol y urea,que además de eliminar problemas de toxicidad disminuyen la migración por sumayor peso molecular, especialmente en el caso del TEG y PEG. Existen otros plastificantes que al tener en cuenta su poco uso no parecenconstituir un problema sanitario y su migración ha sido poco estudiada. Uno deellos es el aceite de soya epoxidado, que se utiliza con distintos materiales plásti-cos como PVC, PVDC y poliestireno; que adicionalmente a su acción plastificadorasirven como estabilizantes secundarios y lubricantes internos. Otro es el acetiltributilcitrato (ATBC) que es el plastificante más usado enlas películas de Sarán en una proporción de hasta 5 %, estas películas se utilizancuando se requiere baja permeabilidad al oxígeno y a la humedad, así comoelevada resistencia a las grasas, solas en el envasado al vacío o en atmósferacontrolada o para usos domésticos o como recubrimiento del celofán. Con el Sarán también se utiliza en menor medida otro plastificante, eldibutilsebacato (DBS). Se emplean películas de acetato de celulosa en forma deláminas rígidas en las ventanas de las cajas de cartón para cakes, pasteles yrepostería en general, donde no se espera que exista un contacto directo con elalimento, pero que puede ocurrir durante la manipulación. Estas películas gene-ralmente se plastifican con 16 % de dietilftalato (DEP). Otros ftalatos como eldibutilftalato (DBP), diciclohexilftalato (DCHP) y diisononilftalato (DINP) seutilizan también en pequeña medida como plastificantes de los revestimientos denitrocelulosa del celofán y en los artículos de goma, por su poco uso no se le haconferido mucha atención. 155
  • 163. ESTABILIZADORES Los estabilizadores junto con los plastificantes son considerados los aditivosmás importantes de los plásticos, por su toxicidad y porque su uso es indispensa-ble. Se denominan estabilizadores a aquellos compuestos que se añaden al PVCpara prevenir o retardar su degradación, tanto la que puede tener lugar durante elproceso de fabricación del artículo, ya que el PVC tiene baja resistencia térmica,como en la conservación del envase o artículo debido a la acción de agentesambientales (radiaciones, humedad, calor, oxígeno, ozono), que provoca altera-ciones de la estructura macromolecular y de sus propiedades. Los estabilizadores generalmente se añaden en una proporción menor que2 % respecto al peso del plástico. Existen distintos grupos de compuestos que poseen la propiedad de estabi-lizar al PVC; algunos protegen contra el calor, otros contra las radiaciones, mien-tras que otros previenen ambos efectos. La toxicidad es diversa, ya que el rangode sustancias desde inorgánicas hasta orgánicas es muy variado. Entre los mejores estabilizadores para PVC se encuentran los compuestosde Pb y Cd, estos últimos en combinación sinérgica con el bario (Ba), que por sutoxicidad están prohibidos para el PVC que se utilice para producir envases quecontengan alimentos. Los estabilizadores más usados en PVC destinado a estar en contacto conalimentos son los compuestos de calcio-zinc y los orgánicos de Sn. También seutilizan en menor medida compuestos orgánicos como los derivados de urea(fenilurea, difeniltiourea), el 2-fenilindol y los ésteres del ácido â-aminocrotónico. En los compuestos de calcio-zinc se presenta un efecto sinérgico entre elcalcio que mejora la durabilidad y el zinc que produce mejor coloración inicial.Estos estabilizadores no tienen importancia toxicológica y se usan principalmenteen PVC flexible para envases, juguetes y equipos de transfusión y venoclisis. Los estabilizadores de Sn orgánico se utilizan en PVC rígido para botellas ylaminas, no se pueden usar en el PVC flexible porque la presencia de plastificantesaumenta considerablemente la migración. De los compuestos de Sn orgánico tienen acción estabilizante los dialquílicos(R2SnX2) y algunos monoalquílicos (R Sn X3) Estos estabilizadores tienen efec-to sobre el calor y la luz. Existen 2 grupos, los que contienen azufre en su estruc-tura (tioglicolatos de mono- y dialquilSn) que tienen la propiedad de conferirleuna excelente transparencia al PVC, y los que no contienen azufre (carboxilatosde dialquilestaño), que son inoloros pero no confieren transparencia al PVC. Toxicocinética y efectos biológicos. Los compuestos de Sn orgánico seabsorben más rápidamente que los de Sn inorgánico, y entre los orgánicos dismi-nuye la absorción a medida que aumenta la longitud del radical alquilo. Las ma-yores concentraciones de estos compuestos se han encontrado en el hígado yalgo menores en los riñones; la ruta de excreción depende del tipo de compues-tos.156
  • 164. Los trialquilos, que se usan como plaguicidas y se encuentran como impure-zas de los mono y di causan daños en el sistema nervioso central. Los dialquilostienen efecto sobre los conductos biliares especialmente los de cadena corta. Están prohibidos los compuestos dibutílicos y otros de cadena corta y serecomiendan los dioctilos para estabilizar PVC de uso alimentario. Se ha obser-vado que algunos compuestos dimetílicos y dioctílicos inhiben la oxidación de loscetoácidos y bloquean la respiración mitocondrial, al administrar altas dosis dedicloruro de dioctil- y dibutilSn se produjo atrofia del timo y supresión de la res-puesta immune en ratas pero no en ratones. No existen evidencias de que loscompuestos orgánicos de Sn sean cancerígenos, mutágenos ni teratógenos. Niveles, límites y análisis. El estabilizador de Sn orgánico mundialmentemás usado es el di-2-etilhexiltioglicolato de dioctilSn (TGDO), que se combinacon el correspondiente derivado monooctílico por su acción sinérgica. Este com-puesto se añade casi siempre en una proporción de 1,5 % respecto al peso delPVC. Los límites fijados para su migración son de 5 μg Sn/dm2 en alimentos osimulantes no grasos y de 10 μg Sn/dm2 en alimentos o simulantes grasos. Elanálisis de Sn total en EP y alimentos se desarrolla de igual manera que la descri-ta en el capítulo 8.P IGMENTOS Así como los envases de PVC, PET y policarbonatos se caracterizan porsu transparencia, que permite exhibir el contenido; los envases de polietileno,polipropileno y poliestireno de uso general se usan casi siempre coloreados, locual le confiere un atractivo especial y también evita el paso de la luz y otrasradiaciones. Los pigmentos para plásticos pueden ser orgánicos e inorgánicos. En elprimer grupo se encuentran los azopigmentos: amarillo bencidina, amarillo Hansa,rojo naftol, rojo toluidina; los pigmentos de complejos metálicos, las ftalocianinasverde y azul. Entre los pigmentos inorgánicos están el óxido de titanio y el sulfurode zinc (blancos), negro de humo, amarillo níquel-titanio, óxidos de hierro (rojo ynegro), azul y verde cobalto y los sulfuros y sulfoselenuros de Cd (amarillo yrojo). Los pigmentos de sulfuro de Cd dan colores entre el amarillo y el anaranja-do, los sulfoselenuros entre rojo y castaño, y según las combinaciones que sehagan se obtienen tonalidades de bellos colores. Son resistentes a los álcalisaunque no a los ácidos, resistentes al calor (más de 500 °C) y estables a la luz.Estas características los convierten en pigmentos tecnológicamente apreciados;sin embargo, desde hace unos años, desde el punto de vista sanitario se valora suuso en plásticos para envases y otros usos en relación con alimentos o contactodirecto con el ser humano. En un estudio de la migración a soluciones simulantes ácidas de polietilenos,polipropilenos y poliestirenos se encontraron niveles entre 0,12 a 0,97 μg/dm2, loscuales no sobrepasarían la ingestión semanal provisional fijada por el Comité 157
  • 165. Mixto FAO/OMS que es de 0,0070 mg/kg de peso corporal, y por tanto no sedebe esperar riesgos para la salud; sin embargo, considerando que el Cd esbioacumulable y cancerígeno no se recomienda el uso de pigmentos de Cd paracolorear plásticos, por lo que se debe tener en cuenta la posibilidad de sustituirlos. Las listas positivas de las regulaciones generalmente no incluyen lospigmentos, solo especifican que estos no deben migrar a los alimentos, ni entrazas, y en algunos casos se evalúa el grado de pureza del pigmento fijandolímites de metales pesados y aminas, también se han fijado en el producto finalplástico cuando se trata de juguetes, pero no para alimentos.ANÁLISIS DE MIGRACIÓN La selección de un determinado material plástico o combinaciones de ellospara envasar un alimento específico es un problema fundamentalmente tecnoló-gico, y las consecuencias más probables de una buena o mala selección se mani-fiestan en la calidad y el valor nutritivo del alimento. Por el contrario, el fenómenode la migración de una sustancia desde el envase, tiene además de las anterioresaplicaciones un carácter tóxico que implica estricto control sanitario. Las diferencias conceptuales y de aplicación práctica de la migración total,entendiéndose por tal la suma de todos los compuestos que se transfieren alalimento, sean o no de interés toxicológico, se determina por la medida gravimétricade un residuo obtenido en condiciones experimentales y específicas. Los límites establecidos para el material derivado del envase fluctúan entre5 y 10 mg/dm2 o 60 p.p.m., considerando que la relación superficie/volumen en lamayoría de los envases es 0,6:1. Los límites máximos de residuos de los com-puestos, medidos en las pruebas de migración específica, varían en cada caso. Las variables que se deben establecer en los estudios relativos a la migra-ción del material del envase en condiciones experimentales, son el tiempo y latemperatura, de acuerdo con el proceso o tipo de almacenamiento a que se so-meterá el alimento. Los métodos de ensayos desarrollados para calcular el nivel de migraciónglobal y específica de materiales plásticos hacen referencia comúnmente a 4tipos de simulantes:− Agua destilada.− Solución acuosa de ácido acético (3 %).− Solución acuosa de etanol (15 %).− Aceite de oliva, dentro de los simulantes grasos. El procedimiento de ensayo de migración global, empleando simulantes acuo-sos, permite determinar la cantidad de componentes que se han transferido des-de el envase al simulante alimentario mediante gravimetría. Las pruebasinterlaboratorio realizadas con este tipo de simulantes han demostrado que existebuena repetitividad y reproducibilidad de los resultados obtenidos.158
  • 166. El procedimiento de ensayo de migración global que utiliza simulantes grasoses más complejo, debido a que implica la extracción del aceite absorbido por elplástico y su ulterior cuantificación mediante el empleo de cromatografía gaseo-sa. Las pruebas interlaboratorio realizadas con este tipo de simulante indican quees necesario mayor experiencia para obtener buena repetitividad y reproducibilidadde los resultados de migración. El ensayo de migración global es una buena referencia para determinar laestabilidad de un envase en condiciones de uso. Sin embargo, la migración espe-cífica de una sustancia concreta es más interesante desde el punto de vistatoxicológico. La cantidad de una sustancia que es capaz de migrar desde unenvase a un simulante alimentario permite dar buena valoración toxicológica, alestablecer la magnitud de esa sustancia que se transfiere al alimento, y comoconsecuencia a la toxicidad de esta. La aparición de un nuevo envase en el mercado debe mantener el equilibrioentre los requisitos técnicos y los toxicológicos exigidos al mismo, es decir, entrelas funciones técnicas requeridas para el envase, como puede ser la conserva-ción del alimento y la seguridad del consumidor. La técnica de ensayo de migra-ción específica implica también el empleo de simulantes; sin embargo, una vezfinalizado el período de exposición es necesario separar los monómeros plásticosdel líquido simulante e identificarlos. Entre los monómeros de interés toxicológicomás comúnmente identificados se destacan el cloruro de vinilo, estireno, butadieno,acrilonitrilo y ácido tereftálico. El análisis químico de estos monómeros implica el uso de la técnicacromatografía de gases con Head Space, utilizando detectores de FID ycromatografía HPLC más espectrometría de masa. De todos los procesos de interacción envase plástico-alimento, la migraciónes el que en mayor medida puede influir en la calidad toxicológica y organolépticadel alimento envasado. En la actualidad se está trabajando con simulantes sólidosde alimentos, para soslayar la problemática de trabajar con matrices tan comple-jas como son los propios alimentos. Cabe destacar que en la actualidad, la mayorparte de los simulantes que han sido utilizados son líquidos. En un estudio llevado a cabo por investigadores (del Laboratorio de Enva-ses Laben Chile, en conjunto con el Departamento de Ciencia y Tecnología delos Alimentos, ambos pertenecientes a la Universidad de Santiago de Chile) sedeterminó la validez de la utilización de un simulante sólido, llamado TENAX, enla realización de los ensayos de migración, junto con la determinación del efectode las microondas sobre la migración global de envases plásticos de polipropilenoy Sarán (PVC), material utilizado como film estirable de envases de alimentos. En cada caso el material se colocó en contacto con el simulante, calentán-dolo en horno microondas de 1 000 W durante 2 y 5 min. En tal oportunidad seobservó una amplia gama de componentes volátiles, que son liberados tras elcalentamiento con microondas y que son retenidos por el TENAX, y que enningún caso superaron los niveles máximos permitidos por la legislación interna-cional, lo cual favorece su utilización como simulante sólido alternativo. 159
  • 167. BIBLIOGRAFÍAAgencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA).(1992). Evaluación y manejo de riesgos: Sistema para la toma de decisiones. Pag. 1 – 37. Metepec, Estado de México. México.Barrales-Rienda, J. M. (1991) Algunas consideraciones actuales de las funciones y del comporta- miento de los aditivos en materiales polímeros, así como la valoración de los mismos. Reunión Internacional sobre Aditivos y Modificadores de Polímeros. Instituto de Ciencia y Tecnología de los Polímeros, CSIC. 1-16. Madrid.Bosch, F.X., Ribes, J. & Borras, J. (1999). Epidemiology of primary liver cancer. Semin. Liver Dis. 19, 271.Díaz O. y García M. O. Aditivos y Monómeros de los Envases Plásticos. En: “Avances en Toxicología de Contaminantes Químicos en Alimentos”. Ed. Cyted-D y Universidad de Santia- go de Chile, pp, 63-67, 2002.FAO/OMS (1995c). Procedimientos del Codex para la evaluación y gestión de riesgos: Aplicación de las recomendaciones del JECFA a las normas generales del Codex para aditivos y contami- nantes de los alimentos. CX/FAC 96/6, Manila.FAO/OMS (1995d). Ratificación de disposiciones que figuran en normas del Codex para los contaminantes. Comisión del Codex Alimentarius, 27 Reunión, La Haya. CX/FAC 95/10.FAO/OMS (1998). Informe de la 30 reunión del Comité del Codex sobre Aditivos Alimentarios y Contaminantes de los Alimentos. ALINORM 99/12, CL 1998/11-FAC, La Haya.FAO/OMS (1999). Informe de la 31 Reunión del Comité del Codex sobre Aditivos Alimentarios y Contaminantes de los Alimentos. ALINORM 99/12 A, CL 1999/4-FAC, La Haya.FAO/OMS, (2000). Informe de la 32 Reunión del Comité del Codex sobre Aditivos Alimentarios y Contaminantes de los Alimentos. ALINORM 01/12, CL 2000/10-FAC, Beijing.FAO/OMS (1995). Evaluation of certain food additives and contaminants. WHO Technical Report Series 859, WHO, Geneva.FAO/OMS (1996). Summary of evaluations performed by the joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives ( JECFA ). (First through forty-fourth) meetings.FAO/OMS (1997). Evaluation of certain food additives and contaminants. WHO Technical Report Series 868, WHO, Geneva.Galotto, M., J., López, A. y Guarda, A. (2000). Tenax como simulante sólido alternativo en ensayos de migración de envases plásticos para alimentos.XI Seminario Latinoamericano y del Caribe y XIII Congreso Nacional de Ciencia y Tecnología de Alimentos. Libro de Resúmenes. Pag. 78. Sociedad Chilena de Tecnología de Alimentos. Mayo 9–12. Santiago, Chile.IARC (1979). IARC Monographs: On the Evaluation of the Carcinogenic Risk of Chemical to Human. Some Monomers, Plastics and Synthetic Elastomers and Acrolein., 19, 37-4, Lyon.160
  • 168. CAPÍTULO 12 Contaminantes metálicos en alimentos Iraida Rubí Villazón y Grettel García Díaz Los elementos metálicos tóxicos están presentes naturalmente en el medioambiente, por tanto el ser humano siempre ha estado expuesto a ellos. La conta-minación de los alimentos (por su procesamiento inadecuado) y del agua fue loque ocasionó las primeras intoxicaciones causadas por metales. El desarrollo cada vez más intenso de los procesos tecnológicos industrialesen que se emplean metales y los residuales, que se arrojan diariamente hacia losmares, ríos y lagos, contribuyen en gran medida a la contaminación metálica delambiente y con ello de los alimentos que son después consumidos por la pobla-ción humana. Debido a la gran importancia de la inocuidad de los alimentos respecto alcontenido de metales, la determinación de estos ha adquirido mayor relevanciaen las últimas décadas.ARSÉNICO Los efectos tóxicos del arsénico (As) y sus compuestos en humanos seconocen desde la antigüedad, y por ello, los arsenicales fueron utilizados en laEdad Media como agentes homicidas y suicidas. Según observaciones formuladas por el Comité Mixto FAO/OMS de Ex-pertos en Aditivos Alimentarios y Contaminantes Metálicos en su 10mo. Infor-me, el arsénico se encuentra ampliamente distribuido en la corteza terrestre deforma natural, en los alimentos y bebidas; de manera común alcanza concentra-ciones relativamente grandes en productos marinos, muy especial en crustáceosy mariscos. Estas concentraciones pueden aumentar como resultado de la con-taminación industrial, la que se debe al empleo de insecticidas arsenicales. La mayoría de los alimentos que consume el hombre contiene cantidadesinferiores a 0,5 mg/kg de As y raramente exceden de 1 mg/kg de este metal enbase húmeda, aunque esto es aplicable específicamente para frutas, vegetales,cereales, carnes y alimentos derivados de la leche. Sin embargo, en los alimentosde origen marino, especialmente los crustáceos, se han reportado cantidades deeste elemento mucho más altas. Los compuestos inorgánicos de arsénico son muy tóxicos cuando se ingie-ren en grandes cantidades, por lo que la intoxicación crónica ocurre por este 161
  • 169. metal en el hombre, con su acumulación en los tejidos, como consecuencia de laexposición profesional al mencionado elemento y de una contaminación indus-trial excesiva de los alimentos y las bebidas. Según expertos de la Agencia Internacional del Cáncer, el arsénico y suscompuestos poseen propiedades cancerígenas para el hombre, y de acuerdo conla vía de entrada al organismo se ha reportado cáncer en piel, pulmón y víasrespiratorias. El arsénico es un sólido quebradizo, cristalino, de color gris acero con pro-piedades metaloides, que sublima fácilmente, formando vapores amarillos muytóxicos de color oliáceo. Pertenece al subgrupo V-B de la tabla periódica, lo quele concede una configuración electrónica ns2np3, ya que forma compuestos esta-bles con números de oxidación -3, 0, +3 y +5. Los compuestos arsenicales se clasifican en 3 grupos de acuerdo con suscaracterísticas biológicas y toxicológicas: inorgánicos (As2O3, AsCl3, NaAsO2,As2O5 y otros), orgánicos (ácido arsenílico, ácido dimetilarsínico, etc.) y el gasarsina (AsH3). Fuentes de contaminación. En la naturaleza, el As se encuentra libre ycombinado en gran número de minerales y casi siempre en forma pentavalente.Los principales minerales que contienen As son: arsenolita (As2O3), rejalgar(As2S2), oropimento (As2S3), arsenopirita (FeAsS) y otros. Se ha reportado que suelos no contaminados contienen niveles de As entre0,2 y 40 mg/kg, mientras que los tratados con este elemento llegan hasta 550 mg/kg,por ejemplo, el suelo de la ciudad de Antofagasta en Chile contiene niveles natu-rales de As aproximadamente de 3,2 mg/kg y en la comarca Lagunera de Méxi-co se han reportado valores entre 3 y 9 mg/kg en la superficie de sus suelos ymás de 20 mg/kg en la profundidad de estos. La mayor parte del As que existe en el agua y en el medio proviene de laactividad humana. Los productos generados por el hombre incluyen arsénicometálico (As y As4), pentóxido (As2O5) y trióxido de arsénico (As2O3), losarseniatos de calcio y plomo [Ca3(AsO4)2 y Pb3(As04)2], los arsenicales orgáni-cos, etc. Estas sustancias pasan al medio ambiente durante su empleo como:insecticidas o herbicidas, aleaciones de plomo y cobre, fabricación desemiconductores, fundiciones de minerales, emisiones debidas a los hornos delas fábricas que usan carbón; los de la producción de vidrio u otros procesos decombustión, industria farmacéutica (en medicina veterinaria y humana) y comopreservantes de la madera. Exposición y límites. Los alimentos son los principales contribuyentes ala ingestión de As para el hombre y los animales. En los Estados Unidos la dietapromedio contiene entre 0,05 y 0,16 mg/kg de As, aunque alimentos como losmariscos, crustáceos y en general los pescados muestran concentraciones mu-cho mayores. El contenido de arsénico en pescados consumidos en Cuba oscilóentre 0,074 y 1,059 mg/kg en estudios realizados entre los años 1980 y 1983. Los niveles de As en alimentos, con excepción de los productos del mar,casi siempre están por debajo de 1 mg/kg. En pescados y mariscos de agua de162
  • 170. mar se admiten límites máximos de residuo (LMR) de As hasta 5 mg/kg. Se haninformado concentraciones de As entre 0,6 y 58 mg/kg en alimentos preparadosa partir de algas marinas. En cacao y derivados los LMR son de 1 mg/kg, y enotros grupos de alimentos como jugos de frutas, cereales, vegetales procesadosy conservas cárnicas los LMR están entre 0,1 y 0,5 mg/kg. La ingesta total diaria de As debido al consumo de alimentos depende engran medida de la cantidad de alimentos marinos en la dieta. Raciones de comi-das que contienen productos del mar pueden conducir a la ingestión de variosmiligramos de As, fundamentalmente en forma orgánica. En Japón se reportauna ingestión total de arsénico entre 0,07 y 0,17 mg; en los Estados Unidos la inges-tión total de este elemento ha disminuido aproximadamente hasta 0,01-0,02 mg/día.Los estudios realizados en grupos poblacionales infantiles y escolares de la capi-tal de Cuba arrojan una ingesta total de As inferior a 0,1 mg/día. La ingesta total de As en el Reino Unido es aproximadamente de 0,1 mg/día, yen estudios realizados en dietas canadienses durante los años 70-73 se estimóque la ingesta total de As estaba entre 0,025 y 0,035 mg/día. Toxicocinética. Los compuestos inorgánicos de As pueden ser absorbidosen el organismo humano a través de la vía respiratoria, el tracto gastrointestinal yla piel. La absorción a través del tracto gastrointestinal ocurre inmediatamentedespués de la ingestión de alimentos, agua, bebidas o medicamentos que conten-gan As. Esta absorción depende también de la solubilidad de los compuestos y,además, si el compuesto ingerido está en solución o en partículas no disueltas. Una simple comida de pescados o crustáceos que contenga elevados nive-les de As en forma orgánica, puede provocar la ingestión de varios miligramos deAs, la mayoría del cual es aparentemente absorbido a través del tractogastrointestinal. Coulson y colaboradores reportaron un experimento realizadocon sujetos humanos en el que al cuarto día de haber ingerido camarones quecontenían aproximadamente 1 mg de As, se recobraba en las heces el 5 %, locual indica que la absorción a través del tracto gastrointestinal era casi completa. Una vez absorbidos el As o sus compuestos es transportado por la sangre,prácticamente pasa por todos los tejidos y se distribuye entre los distintoscompartimentos corporales. El modo de distribución es importante en relacióncon los efectos y depende del tipo de compuesto, la especie y el tiempo transcu-rrido después de absorbido. En el organismo humano, el arsénico se concentraen los leucocitos y se acumula fundamentalmente en hígado y en menor medidaen dientes, riñón, uñas, pelo y piel. La eliminación depende fundamentalmente del tipo de compuesto arsenical,regulando la velocidad y vía de excreción, por ejemplo, los arsenicalespentavalentes se excretan rápidamente a través de los riñones, lo cual se debe aque interactúan poco con los tejidos; en cambio, los trivalentes se eliminan conmás lentitud, lo cual es posible en la medida en que el compuesto se libera de laforma combinada en que se encuentra en los tejidos. El período de semieliminación biológica del As y sus derivados es por lomenos 10 días. La principal vía de eliminación es la orina, por la cual los 163
  • 171. organoarsenicales se excretan sin modificación alguna y los arsenicales inorgánicoscomo derivados metilados, aunque el ácido arsénico y el As metálico se eliminanunidos a otros compuestos. Las heces, el sudor, pelo y uñas son vías de elimina-ción en menor proporción. Efectos biológicos. Los efectos tóxicos del As en humanos se conocendesde hace muchos siglos. En su mayoría, las toxicosis causadas por arsenicalesinorgánicos y orgánicos alifáticos se manifiestan con síntomas diferentes a loscausados por los compuestos fenilarsénicos. El hombre y los animales inferioresson susceptibles al arsénico inorgánico y orgánico alifático, pero el envenena-miento es más frecuente que ocurra en las especies bovinas y felinas. Muchosde los efectos toxicológicos se creen que están asociados con la reacción entreel As y los grupos sulfidrilos celulares de los tejidos que se encuentran en lossistemas oxidativos, especialmente el tracto gastrointestinal, riñón, hígado, pul-món y epidermis. El arsénico pentavalente es capaz de provocar desajustes enlas fosforilación oxidativa de las mitocondrias. La toxicidad de los compuestos arsenicales inorgánicos varía con la especiede los animales expuestos, la formulación del compuesto arsenical (los arsenicalestrivalentes son más tóxicos que los pentavalentes), la solubilidad de los compues-tos, la ruta de exposición, el grado de absorción por el tracto gastrointestinal y elgrado de biotransformación y excreción por la exposición individual. EL As puede causar envenenamiento agudo y crónico. En caso de envene-namiento agudo y subagudo los síntomas clínicos con frecuencia incluyen: fiebre,diarreas, anorexia, vómitos, incremento de la irritabilidad, erupción y pérdida delpelo. La lesión principal ante una intoxicación aguda es el daño gastrointestinalprofundo que trae como consecuencia vómitos y diarreas a menudo con partícu-las sanguinolentas. Otros síntomas agudos y signos incluyen calambres muscula-res, edema facial y anomalías cardíacas, estos síntomas pueden ocurrir si elcompuesto arsenical está en solución, pero puede tardarse varias horas si es unsólido o es ingerido en una comida. Cuando se toma por vía oral la toxicidad delcompuesto arsenical depende de su solubilidad. La dosis fatal del óxido de arsé-nico (III) ingerido en humanos se ha reportado que oscila entre 70 y 180 mg. Los efectos subagudos principalmente involucran los sistemas respiratorio,gastrointestinal, cardiovascular, nervioso y el hematopoyético. La exposición acompuestos arsenicales irritantes, como el óxido de arsénico (III) en el aire pue-de dañar de forma aguda las membranas de las mucosas del sistema respiratorioy de la piel expuesta; esto da como resultado una severa irritación de la mucosanasal, laringe, bronquios y el canal del oído, así como también puede ocasionarconjuntivitis y dermatitis. Dos ejemplos de envenenamiento masivo por compuestos inorgánicos deAs sucedieron en Japón y se manisfestó un cuadro de síntomas diversos comoenvenenamiento agudo y subagudo. El primer episodio ocurrió cuando 1 200bebitos fueron envenenados con leche en polvo contaminada con As inorgánicoen forma pentavalente, la cual contenía entre 15 y 25 mg de As/kg. Se estimó164
  • 172. que los niños ingirieron entre 1,3 y 3,6 mg de As diariamente, según la edad, y sereportaron 130 muertos. Los síntomas que aparecieron en forma general fueron:fiebre, insomnio y anorexia. El cuadro sanguíneo mostró anemia y leucopeniacon linfocitosis relativa. La mayoría de los síntomas fueron rápidamente reversiblesdespués de cesar la exposición y al inicio de la terapia, sin embargo, los cambiosobservados en los electrocardiogramas demoraron para desaparecer mucho másque en otros síntomas clínicos. En el otro episodio se examinaron 220 de los 417 pacientes que habían sidoenvenenados con salsa de soya contaminada con As inorgánico en una concen-tración de 100 mg/L. El promedio de ingestión estimado por persona fue de 3 mgde arsénico diariamente durante 2 ó 3 semanas. Los principales hallazgos fueronedema facial, anorexia y síntomas en los canales neuróticos a los 10-20 díasposteriores a la exposición. Se hallaron electrocardiogramas anormales en 16 delos 20 pacientes ensayados. La intoxicación por exposición a largo plazo se ca-racteriza por pacientes con alteraciones cutáneas, oculares, respiratorias, altera-ciones en el sistema nervioso (cefaleas, debilidad muscular, calambres),alteraciones en la circulación y digestivas (dolor abdominal, náuseas, vómitos). Los efectos crónicos se producen cuando se ingieren alimentos que contie-nen As orgánico y los cuadros son similares a los que producen los compuestosinorgánicos. Intoxicaciones crónicas con As por ingestión de alimentos contaminados,bebidas y agua se han reportado en muchos países. Un incidente en el ReinoUnido involucró 6 000 personas que ingirieron cerveza contaminada con As. Porotro lado existen reportes de “arsenicismo crónico endémico regional” causadopor agua de beber con altas concentraciones de As en la provincia de Córdova,Argentina. Los síntomas son dermatológicos (melanosis, queratosis, descamación) yhematológicos (anemia, leucopemia). Se observan a menudo en la pielvasodilatación, irritabilidad, seguido de hiperpigmentación debido a la exposiciónde compuestos arsenicales inorgánicos. Un número de pacientes que sufrieronenvenenamiento crónico desarrollaron una variedad de trastornos neurológicos.EL As orgánico raramente afecta el sistema nervioso. Las propiedades carcinogénicas del As han sido investigadas en animalescon la administración de As inorgánico por diferentes vías, incluyendo aplicacióndermatológica, administración oral, inyección subcutánea, pero con resultadosnegativos. Los estudios epidemiológicos han indicado una relación causal entre el cán-cer de la piel y pulmonar debido a la elevada exposición al As inorgánico por víamedicamentosa, contaminación del agua de pozo o exposición ocupacional. Análisis. Diversos procedimientos analíticos existen para determinar elcontenido total de As presente en muestras de alimentos, medios biológicos yambientales. El primer paso usualmente consiste en una mineralización comple-ta, ya sea con la ayuda de ácidos inorgánicos fuertes (mineralización húmeda) opor carbonización total, empleando calentamiento directo (mineralización seca). 165
  • 173. Más tarde, la técnica más comúnmente utilizada en la actualidad involucrala transformacón del As presente en alimentos o medios biológicos a gas arsina yluego medir el mismo, ya sea, por métodos colorimétricos o por espectrofotometríade absorción atómica (EAA), usando llamas y dispositivos electrónico, mediantela fluorescencia o emisión atómica, así como también por medio de la determina-ción por activación neutrónica, el cual puede detectar 0,1 ng. Pasando la arsina, por borohidruro de sodio en un tubo calentado mediantela espectrofotometría de absorción atómica o de emisión atómica, se logra unlímite de detección más o menos de 0,5 ng, suficientemente bajo para el análisisde alimentos.MERCURIO El mercurio (Hg) es un elemento metálico que junto al cadmio y al zinc seubica en el grupo II-B de la tabla periódica, puede existir en gran variedad deestados físicos y químicos, teniendo las distintas formas de este elemento propie-dades tóxicas intrínsecas y diferentes aplicaciones en la industria, la agricultura yla medicina. El mercurio (II) forma además de las sales simples como el cloruro, nitrato,sulfato, compuestos organometálicos muy importantes donde el mercurio estáunido a 1 ó 2 átomos de carbono. El enlace carbono-mercurio es químicamenteestable debido a la bajísima afinidad del mercurio con el oxígeno, no se rompe porel agua, ni por la acción de ácidos o bases débiles. Desde el punto de vista toxicológico los compuestos organometálicos másimportantes son los alquilmercurio de cadena corta, en los cuales el Hg estáenlazado al átomo de carbono de un grupo metilo, etilo o propilo y el vapor demercurio elemental. Los alquilmercurios, y especialmente el metilmercurio, son más tóxicos quelos compuestos inorgánicos del Hg debido a la facilidad que tienen para atrave-sar las membranas celulares. Fuentes de contaminación. La principal fuente de contaminación am-biental con Hg es la desgasificación natural de la corteza terrestre, la cual au-menta anualmente. La corteza terrestre contiene aproximadamente 50 ng/g, mientras que elsuelo, especialmente los suelos orgánicos, pueden contener niveles mucho máselevados. A nivel industrial la producción de Hg se lleva a cabo por métodospirometalúrgicos, donde las rocas minerales son calcinadas en hornos especialesen presencia de oxígeno libre a la temperatura de 800 oC. Las industrias que utilizan el Hg y sus compuestos (productoras de com-puestos alcalinos del cloro, equipos eléctricos y pinturas) son la principal fuenteantropogénica de Hg, contaminando la atmósfera, las aguas y los suelos. Otras actividades del hombre no vinculadas directamente con el Hg produ-cen descargas apreciables de este metal en el medio como son el consumo de166
  • 174. combustibles fósiles, la producción de acero, cemento, fosfato y la fundición demetales utilizando minerales de sulfuro. También contribuyen a la contaminaciónlos desechos producidos por las industrias, los barcos, los residuos domésticos,las actividades agrícolas y sanitarias. Usos, niveles y límites en alimentos. Los alimentos son los principalescontribuidores a la exposición de Hg en poblaciones no expuestas ocupacional oambientalmente a este metal. Los compuestos del Hg son usados en el tratamiento de semillas para pro-teger el grano del ataque de los hongos. El tratamiento supone un nivel residualpequeño en la cosecha, cuando el plaguicida ha sido utilizado de acuerdo conbuenas prácticas agrícolas, sin embargo, ha sido responsable de envenenamien-tos en humanos debido al consumo erróneo de semilla tratada como es el caso delos países de Iraq, Paquistán y Guatemala. La disminución en el uso de fungicidas que contienen Hg disminuye el po-tencial tóxico de este metal. En algunos países como Suiza ha sido prohibidodesde 1966 el tratamiento de semillas con alquilmercurio, obteniendo como resul-tado la disminución en los niveles de Hg en un factor de tres. La cantidad de compuestos de Hg que se halla en los productos vegetaleses pequeñísima. En los hongos pueden encontrarse concentraciones mayores de10 mg/kg, debido a la fuerte afinidad del Hg por las proteínas azufradas. En la carne, huevos y productos lácteos se pueden hallar concentracionesde mercurio total que se deben quizás a residuos presentes de compuestosorganomercuriales en piensos que contuviesen harina de pescado o cereales, porlo que se reportan concentraciones entre 0,003 y 0,060 mg/kg para la carne;0,003 a 0,043 mg/kg para los huevos y de 0,003 a 0,022 para la leche. Los LMRen estos productos suelen ser de 0,25 mg/kg de Hg total. En productos pesqueros (los principales contribuidores de Hg y particular-mente metilmercurio en la dieta), los LMR se encuentran entre 0,4 y 0,7 mg/kgde Hg total. Se ha planteado que los compuestos mercuriales inorgánicos pueden per-manecer relativamente inocuos sobre el lecho del sedimento por mucho tiempo yocurrir su metilación por acción de las bacterias, que están presentes en el plancton,convirtiéndolo así en metilmercurio o difenilmercurio. Los moluscos y peces tienen gran capacidad de filtración del agua y portanto de concentración de sus sales, al ingerir ellos el plancton, incorporan así losderivados organomercuriales en sus tejidos, aumentando de forma considerablela concentración del Hg, que puede llegar a ser hasta 3 000 veces superior conrespecto al agua en que viven. La acumulación del Hg depende de varios factores, entre los que se puedencitar especie ictícola, ubicación geográfica, la edad y/o peso del pez, entre otros.El contenido de Hg de los peces comestibles es muy variable. Los valores máselevados de mercurio se observan por lo general en peces que se encuentran enel extremo de una larga cadena alimentaria, como las grandes especies carnívo-ras: atún y pez espada. En los túnidos el contenido de Hg de la parte comestible 167
  • 175. puede variar entre 0,1 y 2,5 mg/kg. Existen especies de peces, en el arenque porejemplo o la trucha, en los cuales el contenido de mercurio es al parecer siempremuy bajo, entre 0,1 y 0,2 mg/kg. Algunos autores han propuesto el análisis del contenido de Hg en los pecescomo indicadores de contaminación mercúrica ambiental, con esta finalidad in-vestigan la presencia del Hg en lucios (Esox lucius) y otros organismos acuáti-cos, los que le ha permitido dividir la zona de estudio de acuerdo con el contenidoen Hg hallado en los peces capturados en las mismas. Expertos de la Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura yla Alimentación (FAO) y la Organización Mundial de la Salud (OMS) anunciaronen el 2003 la necesidad de aplicar nuevas recomendaciones sobre los nivelesmáximos de diferentes variedades de fármacos en alimentos, incluyendo cadmioy metilmercurio. Un total de 58 expertos de 17 países han participaron en el 61 encuentro delComité de Expertos sobre Aditivos Alimentarios y Contaminantes (JECFA, ensus siglas inglesas), celebrado en Roma del 10 al 19 de junio del 2003. El JECFA,creado en 1956 por la FAO y la OMS, se encarga de asegurar la seguridadalimentaria, una de las funciones que realiza con el Códex Alimentarius. Toxicocinética. Los compuestos mercuriales pueden ser absorbidos porinhalación, a través de la piel y por ingestión. La cantidad absorbida depende dela vía de exposición y de la forma química. Las formas inorgánicas del Hg, incluyendo el vapor de Hg elemental, salesmercuriosas y mercúricas son pobremente absorbidos por el tracto intestinal. Envarias especies, la absorción intestinal es menor que 2 %. En el hombre, la absorción del Hg a través de los alimentos depende del tipode compuesto. Estudios realizados en ratones han revelado que la absorción desales inorgánicas de Hg por conducto de alimentos era del 15 % o menos, encomparación con el 80 % o más, en el caso de compuestos fenilmercuriales ometilmercuriales, mientras que en voluntarios a los cuales se le suministró Hginorgánico marcado se observó que la absorción por conducto de los alimentosestá cerca del 7 %. Sin embargo, en un estudio realizado con voluntarios a losque se les suministró compuestos metilmercuriales radioactivos, la absorción dela dosis administrada fue de 95 %. La absorción es rápida y los niveles pico sonregistrados dentro de las primeras horas. El metilmercurio se acumula de forma considerable en la sangre, de 75 a 90% en las células rojas. La forma química y la ruta de entrada tienen importanteinfluencia en la distribución del mercurio en sangre. La distribución del metilmercurio es casi uniforme en todo el cuerpo, atra-vesando la barrera hemocerebral y la placentaria. Estudios en voluntarios huma-nos indican que el cerebro es el depósito principal de metilmercurio. La transferencia transplacental del metilmercurio tiene lugar rápidamente.Se han encontrado niveles en sangre de niños al nacer y aún después de los 4meses de nacidos sustancialmente mayores que los correspondientes a la madre.El paso transplacentario de metilmercurio en mujeres ha sido suficiente comopara causar algunos casos de intoxicación prenatal en varios países.168
  • 176. La eliminación del metilmercurio tiene lugar a través del sistema biliar, eltracto gastrointestinal y las heces, solo una pequeña parte es excretada por laorina. Estudios en voluntarios humanos indican que aproximadamente el 90 % dela eliminación se realiza por vía fecal, la vía urinaria solo se ve favorecida cuandose administran dosis elevadas. El hombre excreta el Hg inorgánico mucho másrápido que el orgánico. Efectos biológicos. El envenenamiento con Hg presenta una variedad desíntomas clínicos, dependiendo de la dosis y duración de la exposición, de laestructura química y de la sensibilidad individual. El daño causado puede ser reversible o irreversible. A elevadas dosis yperíodos largos de exposición el daño puede ser irreversible. La acumulación de Hg se produce de forma gradual en el sistema nerviosocentral, causa procesos degenerativos y daños entre los que se citan dificultadesen el sistema motor, disminución y afectaciones auditivas y del paladar, del cam-po visual, disturbios sensoriales, ataxia, temblor, pueden ocurrir espasmos mus-culares periódicos y contracciones espasmódicas permanentes en las manos ylos pies. En los casos severos los síntomas pueden ser incapacidad física y mental,además de ceguera, sordera, pérdida del lenguaje, postura descerebrada, paráli-sis espasmódica severa y algunas veces coma y muerte. Se ha demostrado la susceptibilidad extrema del cerebro del feto humano alos efectos neurotóxicos del metilmercurio, incluso puede llegar a causar paráli-sis cerebral en los hijos de madres expuestas. Exámenes practicados a niños los cuales recibieron durante el período delactancia, leche materna que contenía niveles de metilmercurio han demostradoretardo en alcanzar los requerimientos establecidos para la edad, especialmenteen el desarrollo del lenguaje con déficit neurológico o sin él. El interés científico por los efectos tóxicos que pueden producir los alimen-tos contaminados con mercurio se inicia a raíz de los incidentes de Minamata,Japón, donde pescadores y sus familias sufrieron intoxicación que evolucionócon daños neurológicos y provocó la muerte en algunos casos. La enfermedadde Minamata se desarrolló debido al consumo de peces y mariscos contamina-dos con metilmercurio, que fue descargado a la bahía por una fábrica local queutilizó cloruro mercúrico como catalizador en la manufactura del cloruro de vinilo. Las manifestaciones clínicas observadas durante estos incidentes involucranel sistema nervioso central, llegando a provocar procesos degenerativos y dañosentre los que se citan dificultades en el sistema motor, disminución del campovisual, afectaciones auditivas y del paladar, ataxia, temblores, espasmos muscu-lares periódicos y contracciones espasmódicas permanentes en manos y pies.En los casos severos los síntomas fueron incapacidad física y mental, además deceguera, sordera, pérdida del lenguaje, postura descerebrada, parálisisespasmódica severa y en algunos casos coma y muerte. Análisis. El método preferido para determinar el mercurio total en las mues-tras ambientales y biológicas es la espectrofotometría de absorción atómica sin 169
  • 177. llama (vapor frío), esta técnica es muy rápida y bastante sensible con límites dedetección que varían entre 0,5 y 5 ng del metal. La activación de neutrones se utiliza en la actualidad principalmente comométodo de referencia para verificar la exactitud de los procedimientos de absor-ción atómica, la cantidad de muestra que se emplea es muy pequeña en orden delos mg, dando límites de detección entre 0,3 y 1 µg/kg. Existe además la cromatografía de gas-líquido, método más comúnmenteutilizado para cuantificar el metilmercurio en presencia de otros compuestosmercuriales, y los límites de detección pueden variar entre 1 y 5 µg/kg.CADMIO El cadmio (Cd) es un elemento metálico raro y se encuentra en el subgrupoII-B de la tabla periódica entre el cinc y el mercurio. Su configuración electróni-ca en su último nivel es ns2, por lo que sus iones sencillos son divalentes (+2). Esde color blanco argentino, de ligero tono azulado y es mucho más maleable que elcinc. Fuentes de contaminación. Aunque el Cd está ampliamente distribuidoen la corteza terrestre, fue descubierto como elemento al principio del siglo pasa-do, y su uso industrial data desde la década de 1940. Como su uso industrialaumentó durante los últimos 30 años, asimismo se incrementó su nivel en elambiente. El cinc y Cd en los depósitos de las rocas aparecen principalmente comosulfuros, los cuales son prácticamente insolubles en agua, pero pueden transfor-marse de forma gradual y convertirse en sulfatos, óxidos y carbonatos bajo lainfluencia de oxígeno en el aire, y ácido carbónico en el agua, por último sedisuelve o se suspende en el agua; de este modo, un contenido elevado de Cd hasido encontrado en el agua de los ríos que fluyen alrededor de las minas de cinc,así como en el suelo próximo a esos ríos. El contenido de Cd en el suelo varía mucho, según la roca subyacente asícomo del uso del fertilizante de fosfato que contiene cadmio como impureza. La fuente más abundante de Cd en la naturaleza es la roca, de la cual elcinc y el cadmio son extraídos. El cadmio siempre aparece acompañado por elcinc en las rocas de cinc y en otras rocas de metales no ferrosos como el plomo.La cantidad de cadmio está en el rango de 0,1 a 5 % (usualmente 0,3-1 %) de lacantidad de cinc. El cadmio ha sido empleado solo en pequeñas cantidades por largo tiempocomo sulfuro, el cual es usado como pigmento amarillo en pinturas. Cuando laelectrogalvanoplastia de cadmio fue desarrollada y aplicada de manera comer-cial, la producción total de este elemento se incrementó notablemente. Recientemente la producción mundial anual se ha incrementado, se estimóque la demanda mundial de cadmio en el año 2000 estaría entre 25 000 y 49 500toneladas.170
  • 178. Las industrias que usan el Cd lo emiten a la atmósfera desde donde estecontamina el agua de lluvia, se deposita en los suelos y en las aguas naturales, deesta manera incrementa la entrada a la cadena alimentaria del hombre y el ani-mal. La cantidad de Cd en el aire es muy baja y lo que se inhala por esta vía esinsignificante. El agua de beber puede contener pequeña cantidad de cadmio yno constituye una fuente importante; de esta manera los alimentos constituyenlos principales contribuyentes a la exposición de cadmio para la población pro-medio, sin embargo, el tabaco de los cigarrillos contiene una cantidad apreciable,el cual al quemarse pasa al humo y contribuye grandemente a una carga corporalde cadmio superior en los fumadores. Los trabajadores de las industrias donde elcadmio se utiliza o es emitido están además expuestos a grandes cantidades deeste elemento. Niveles y límites. La mayoría de alimentos tiene una concentración muybaja de cadmio (entre 0,01 y 0,05 mg/kg). La excepción son los frutos secos ysemillas oleaginosas, los moluscos y las vísceras (especialmente hígado y riño-nes). Según análisis de la OMS, la media de consumo de cadmio semanal en unadieta normal por regiones está en un rango de 2,8 a 4,2 µg/kg. Debido a que elconsumo total de alimentos para los grandes consumidores se estima en el doblede la media, advierte el Comité de Expertos, la ingestión de cadmio total podríaestar excediendo los límites tolerables en algunos individuos. El hígado, riñones y algunos productos marinos contienen cantidades decadmio en el orden de los 10 mg/kg o más. Los alimentos básicos como el arrozy trigo pueden además acumular gran cantidad de Cd cuando se cultiva en suelosirrigados con agua contaminada. Las dietas ricas en hígado, riñón, moluscos ycrustáceos pueden aumentar considerablemente la ingestión de Cd. En resumen, entre 50 y 80 % de la ingestión de Cd se realiza a través dealimentos de origen vegetal, entre 10 y 30 % por el consumo de carnes y vísce-ras, y solo entre 5 y 10 % a través de los productos del mar. Los fumadores están expuestos a una importante cantidad adicional de Cd;se estima que un cigarrillo contiene entre 1,5 y 2 mg de Cd, de los cuales aproxima-damente el 70 % pasa al organismo a través del humo. Los LMR de Cd en productos pesqueros, cárnicos, de frutas y vegetalessuelen ser entre 0,05 y 0,1 mg/kg, mientras que para vísceras es de 0,5 mg/kg, y1 mg/kg específicamente en el caso de riñones. Se ha estimado que la ingestión diaria de Cd en un área no contaminadaoscila entre 25 y 60 ìg para una persona con 70 kg de peso corporal. Esto corro-bora los estudios realizados en el Reino Unido (10 y 30 µg/día) y en los EstadosUnidos (26-61 µg/día). Los estudios realizados recientemente indican que los estimados de lasingestiones diarias de Cd son inferiores. Una ingestión promedia diaria de 10 µgde Cd fue encontrada en Suecia, y un valor muy similar fue obtenido en Bélgica(15 µg /día). En un estudio realizado en Canadá se encontraron valores muyparecidos en adultos (13,8 µg/día). Un valor similar fue encontrado en el Reino 171
  • 179. Unido (15 µg /día). En los EE.UU. (32 µg/día), Austria (67 µg/día), Holanda (35µg/día) y Japón (40 µg/día), se han informado ingestiones superiores. En todoslos casos estas cifras están por debajo de la ingestión semanal tolerable de 7 µg/kg de peso corporal para adultos, establecida provisionalmente para este ele-mento por el Comité Mixto FAO/OMS de Experto en Aditivos Alimentarios en la41ª Reunión efectuada en Génova en febrero de 1993. Toxicocinética. Las principales características del metabolismo del Cdson:− La ausencia de mecanismos de control homeostático.− Su retención en el cuerpo con larga vida media biológica de tal manera, que la acumulación activa de este metal prevalece casi toda la vida.− Su acumulación en los tejidos blandos (principalmente en riñones e hígado).− Su interacción con otros nutrientes esenciales fundamentalmente con metales divalentes (tanto en el nivel absortivo como en los tejidos). En el nacimiento la cantidad total de Cd en el organismo humano es menorque 1 ìg, pero esto gradualmente se incrementa con la edad hasta alcanzar en eladulto el nivel de 15 y 30 µg. La única protección que tienen los mamíferos contra el Cd y otros metalespesados es a través de la síntesis de la metalotioneína, proteína intracelular quese enlaza con los metales. Pero esta proteína es además responsable de la acu-mulación selectiva del Cd en los riñones y puede de forma indirecta ser causa desu elevado efecto nefrotóxico. Las rutas principales de entrada de Cd en el organismo son el tractogastrointestinal y los pulmones. De manera virtual, la cantidad total de cadmiopresente en el cuerpo penetra a través de estos 2 órganos. La absorción gastrointestinal de Cd es muy lenta, casi siempre se interpretaentre 3 y 8 % de la ingestión dietética. Los experimentos en animales indican queel Cd es absorbido por un proceso de difusión pasiva en el duodeno, yeyuno eíleon; además el Cd se encuentra en las paredes del intestino y se piensa que lascélulas epiteliales ejercen efecto regulatorio sobre su absorción. La enteropatía observada en pacientes con la enfermedad Itai-Itai y ade-más en experimentos con animales, sugiere que cuando la concentración de Cden las células de la mucosa alcanza un nivel crítico, los daños estructurales seproducen con transporte de Cd significativamente alterado. De esta forma, aun-que en dosis baja de Cd la absorción es regulada, en dosis superiores esto noocurre y una cantidad sustancial de Cd puede ser absorbida. Otros constituyen-tes dietéticos como proteína, calcio, hierro y cinc también influyen en la absor-ción gastrointestinal de este elemento. La sangre es la responsable de la distribución de Cd en el cuerpo. El nivelde Cd en la sangre en la exposición normal y no industrial del hombre es usual-mente menor que 1 µg/100 mL. Los experimentos en animales sugieren que el Cd se transporta en plasmaenlazado a una proteína de bajo peso molecular. En el interior de las células172
  • 180. sanguíneas el Cd está unido con la hemoglobina y otras proteínas de bajo pesomolecular raramente separables de la hemoglobina. El Cd presente en las célulasde la sangre no es intercambiable con el Cd libre en el plasma, pero los riñonestienen una capacidad única para extraer este elemento unido a la sangre. Después de la absorción el Cd es transportado en la sangre y depositado endiferentes tejidos del cuerpo, pero este se concentra principalmente en el hígadoy riñones. Estos 2 órganos representan el 50 % de la carga corporal total. Otrosórganos como los pulmones, páncreas, intestino, testículos, cerebro, bazo, cora-zón, músculo y tejido adiposo también acumulan cantidades significativas de Cd. El Cd es excretado en muy pequeñas cantidades, la principal ruta de elimi-nación es la orina. En el hombre normal la proporción de excreción de este metales muy baja (menos de 5 µg/día). Normalmente la excreción urinaria de cadmioes proporcional a todo el cuerpo y de esta forma se incrementa con la edad hasta50-60 años; sin embargo, esta relación no ocurre cuando los daños renales sepresentan debido a una carga muy elevada de cadmio en los riñones, en talsituación, la eliminación de cadmio se incrementa dramáticamente y puede al-canzar valores por encima de varios cientos de microgramos por día. Basado en modelos matemáticos, según datos de la ingestión y de la con-centración en órganos con la edad, la vida media ha sido estimada entre 5 y10 años en el hígado y entre 16 y 33 años en los riñones. En los riñones de personas el gradiente de Cd se presenta con una concen-tración en la corteza alrededor de 1,5 veces superior más que en todo el órgano,y en la corteza externa es 2 veces superior que en la médula. La concentraciónen el hígado es casi siempre muy pobre, pero debido a su gran tamaño esteórgano contiene una fracción significativa comparada con todo el cuerpo. Lametalotioneína actúa como una defensa contra el ion de cadmio tóxico. Ademásse ha propuesto que la metalotioneína tiene un papel en el transporte de cadmiodesde el hígado a los riñones. El complejo cadmio-metalotioneína es probable-mente separado del hígado y transportado a los riñones, donde se filtra libremen-te a través del glomérulo debido a su pequeño tamaño y la reabsorciónsubsecuente por las células tubulares. Este mecanismo contribuye probablemen-te a la concentración inusualmente elevada de Cd presente en la corteza renal.El riñón es un órgano crítico para el almacenamiento del cadmio y la toxicidad enel hombre. Se ha postulado que cuando la concentración de cadmio en la cortezarenal excede el nivel crítico de 200 mg/g de peso fresco húmedo, se presentandaños tubulares renales caracterizados por la presencia de proteinuria (proteínasde bajo peso molecular). Efectos biológicos. La ingestión de Cd puede causar problemasgastrointestinales agudos. Tales hechos se observaron en el siglo pasado debidoal uso de Cd en utensilios de cocina y el almacenamiento de sustancias ácidas encerámicas que contienen cadmio; sin embargo, intoxicaciones recientes han sidoreportadas como resultado de la contaminación del agua con Cd proveniente delas soldaduras en pipas de agua, tapas o refrigerantes inventados. 173
  • 181. Los principales síntomas son: náuseas, vómitos, diarreas, calambres abdo-minales, jaqueca y salivación. En el caso de intoxicaciones fatales estos síntomasson seguidos por shock debido a la disminución del fluido, y la muerte ocurredentro de 24 h, o por fallas cardiorrespiratorias y renal agudas, ocurriendo lamuerte en un período de 7 a 14 días. El riñón es el órgano que muestra el primer efecto adverso a la exposiciónexcesiva al Cd, a través de la inhalación o ingestión. El catión se acumula en lacorteza renal donde produce cambios morfológicos y funcionales. Las lesiones en los huesos es una manifestación de la exposición crónica alCd que se caracteriza por osteomalacia, osteoporosis y fracturas espontáneas.Las personas que presenten esta lesión padecen de dolores en la espalda y en lasextremidades, además dificultades al caminar. Se ha sugerido que los cambios enlos huesos son secundarios a la disfunción renal tubular (incremento urinario decalcio y fósforo), la cual está asociada posiblemente con el metabolismo alteradode la vitamina D. El papel mostrado por el Cd en el desarrollo de enfermedades cardiovas-culares no está esclarecido, sin embargo, algunos estudios sugieren que el catiónpresenta acción hipertensiva breve. En 1976 la Agencia Internacional de Investigaciones del Cáncer (IARC)constituyó un grupo de trabajo para evaluar los riesgos carcinogénicos del cadmiopara el hombre, y llegaron a la conclusión de que: los estudios indican que laexposición ocupacional al cadmio en alguna forma (posiblemente óxido)incrementa el riesgo de cáncer prostático en el hombre. El Cd con afinidad a las bases modifica el metabolismo de ácidos nucleicospor reacción directa y actuando sobre su síntesis. Algunos factores además delCd, pueden ser responsables de la elevada frecuencia de aberraciones decromosomas en algunos de estos estudios. En el 2003 investigadores de Estados Unidos hallaron nuevas evidencias delos efectos estrogénicos del cadmio sobre el organismo de ratas y su descenden-cia, en el caso de exposición intrauterina. Aunque no hay estudios detallados delas dosis, los investigadores destacaron la existencia de una fuerte respuestaestrogénica en los animales con dosis consideradas bajas: entre 5 y 10 µg sema-nales por kilogramo de peso. La cifra es preocupante porque coincide con ellímite considerado tolerable en humanos (7 µg/kg de peso corporal). El estudio además añadió pruebas sobre un mecanismo que puede estarrelacionado con la aparición de cáncer, así como con la disrupción endocrina enlos seres expuestos, lo que implica la feminización de los organismos y compro-mete el equilibrio demográfico (el hallazgo de peces “transexuales” en ríos deEuropa es una señal de que los contaminantes estrógenicos, a los que ahoraparece que se suma el cadmio, están afectando el ecosistema). Uno de los problemas para valorar los riesgos es que la absorción y acumu-lación del cadmio varía mucho entre diferentes personas, y depende de factorescomo el sexo, la edad o la dieta. Se sabe, por ejemplo, que una dieta escasa enminerales básicos como calcio, hierro, cinc y cobre, incrementa la absorción de174
  • 182. cadmio. Al contrario, el incremento de estos minerales básicos reduce sus nive-les de absorción y retención. Otro problema es que el cadmio tiene una vida media muy prolongada y seacumula durante largo tiempo en el organismo hasta provocar trastornos obser-vables. No menos importante, tampoco se han determinado los biomarcadoresmás adecuados para evaluar en el ser humano la relación entre el nivel de cadmioy el trastorno físico a largo plazo -hay estudios epidemiológicos, pero “falta consis-tencia” entre ellos, según indica el informe del Comité de Expertos FAO/OMS. Afalta de mejores datos, lo que queda es la vía de la prevención: evaluar el conte-nido de cadmio en los alimentos, en las dietas, así como cuantificar y controlar elnivel de metales pesados en el ecosistema y su desplazamiento en la cadenatrófica. Análisis. Diversidad de metodologías analíticas de aplicabilidad y comple-jidad variada se emplean en la determinación de matrices ambientales orgánicase inorgánicas: espectrofotometría de absorción atómica, análisis de activación deneutrones, espectrometría de emisión atómica con plasma acoplado inductivamente,análisis de fluorescencia de rayos X, métodos electroquímicos, espectrometríade masa por dilución isotópica, espectrometría de masa con chispa eléctrica,método colorimétrico usando ditizona y método cromatográfico. En la actualidades posible bajo algunas circunstancias determinar concentraciones alrededor de0,1 µg/L en orina y en sangre, y entre 1-10 µg/kg en muestras de alimentos ytejidos. El método analítico más utilizado es la espectrofotometría de absorción ató-mica (EAA), cuyos límites de detección varían desde 0,008 hasta 1 p.p.b. LaEAA es el método más comúnmente usado en la actualidad para la determina-ción de cadmio, debido a que el procedimiento es relativamente simple y rápido,los límites de detección son suficientes para la mayoría de las muestras ambien-tales y los materiales biológicos. Otros métodos utilizados son análisis de activación de neutrones (LD=1 ppb) yel que utiliza fluorescencia de rayos X (LD desde 5 hasta 50 ppm). Estos méto-dos son caros, ya que las muestras tienen que ser irradiadas en un reactor, comoen el caso de la activación de neutrones. Se emplean como métodos de referen-cia para ensayos de exactitud de otros métodos. La espectrometría de masa con chispa eléctrica posee un límite de detec-ción de 0,3 ng, mientras que el método de dilución isotópica alcanza límites de 10ppb, estos métodos son excesivamente caros y se utilizan principalmente paracontrol de calidad de otros métodos y para materiales de referencias certifica-dos.PLOMO El plomo (Pb) pertenece al subgrupo IV-B de la tabla periódica. Tiene 4isótopos naturales (208, 206, 207 y 204 por orden de abundancia), pero las pro-porciones isotópicas en minerales de distinto origen son a veces muy distintas. Su 175
  • 183. configuración electrónica en su último nivel es ns2np2, pero aunque posee 4e- ensu órbita de valencia, solo 2 se ionizan fácilmente, por lo que su estado habitualde oxidación en los compuestos inorgánicos es +2, y no +4. El plomo es un elemento que existe en forma natural en la corteza terrestrede la cual ha sido extraído por el hombre desde épocas remotas para aprovecharsu maleabilidad y ductibilidad en la fabricación de objetos múltiples desde tube-rías para la conducción de agua, monedas, productos de cerámica vidriada, hastaobjetos de arte. El plomo es un elemento conocido y utilizado desde la antigüedad y su com-portamiento como tóxico ha sido ampliamente estudiado. Se han constatado susefectos nocivos para las funciones renal y hepática y los sistemas hematopoyéticos,nervioso central y periférico. La amplia utilización del plomo y sus derivados en las actividades industria-les le ha convertido en un contaminante muy importante en el ámbito de la pre-vención de enfermedades profesionales. Fuentes de contaminación. Así como otros metales, el Pb en su formanatural tiene poca importancia como fuente de contaminación del ambiente. Con el crecimiento de las actividades industriales las fuentes contaminantesdel medio con este y otros metales han aumentado de forma considerable y deuna manera importante. Lo más frecuente es que la contaminación del mediocon plomo sea producido por actividades humanas. Las actividades de la minería del Pb son la fuente de exposición más evi-dente, aún cuando las concentraciones más elevadas estén bajo la forma desulfuros de plomo, los cuales son insolubles en agua y presentan una absorcióndigestiva moderada. El Pb está presente en muy diversas actividades industriales, ya sea comocomponentes de la materia prima o como parte de los subproductos del proceso. Las industrias que presentan mayor riesgo a la presencia del Pb son:− Alfarería.− Antidetonantes para gasolina.− Baterías (acumuladores).− Cobertura de cables.− Construcción (cañerías).− Imprenta.− Municiones.− Pigmento para pinturas.− Productos de acero.− Elementos para protección contra radiaciones.− Tuberías de plomo. El uso de tuberías que contienen Pb y de utensilios con alto contenido deeste para preservar y servir los alimentos, podían añadir cantidades adicionalesde este metal a los mismos.176
  • 184. Fuentes muy importantes de contaminación de alimentos con Pb son losutensilios metálicos de cocina que tengan soldadura de Pb y los utensilios decerámica y barro usados para servir y almacenar alimentos, agua y bebidas, perola fuente fundamental es el envase de hojalata con costura lateral soldada (98 %de Pb) que se emplea para la conservación de alimentos. Las pinturas usadas hoy en los interiores de las casas, los envases para losalimentos enlatados y la gasolina, prácticamente ya no contienen plomo; no obs-tante, los científicos afirman que por lo menos de 3 a 4 millones de niños menoresde 6 años tienen demasiado plomo en sus cuerpos. Para reducir el riesgo del envenenamiento causado por el plomo de algunosservicios de mesa hechos de cerámica, los expertos aconsejan:− Abstenerse de almacenar o servir alimentos en platos y tazas de cerámica en cuya manufactura se haya añadido plomo; en su lugar deben usarse recipien- tes de plástico o de vidrio, especialmente cuando se almacenan jugos de fru- tas, salsas condimentadas, vinos o vinagres que puedan aumentar la cantidad de plomo disuelto por los ácidos naturales de las frutas.− No comprar alimentos importados empacados en latas soldadas con plomo.− Cuidarse de comprar piezas de cerámica comunes en otros países, usarlas solo como adornos y no almacenar alimentos en ellas porque pueden contener cantidades excesivas de plomo.− No consumir bebidas en copas de cristal emplomado (especialmente si las mujeres embarazadas), ni almacenar bebidas en objetos de cristal emplomado, ni alimentar a los bebés de una botella de cristal emplomado.− No permitir que los niños lleven a sus bocas escamas de pintura desprendidas de las paredes. Niveles y límites. La Administración de Drogas y Alimentos (FDA) tra-baja diligentemente regulando la presencia de plomo en los pesticidas, los enva-ses de alimentos y toda clase de recipientes manufacturados con el metal. A suvez, otras agencias federales inspeccionan el aire, el agua, la tierra, las pinturasde los juguetes de los niños, y hasta los lugares de trabajo; para lograrlo, la FDAha fijado límites específicos relacionados con el nivel de plomo que es permitidofiltrarse de piezas de cerámica y cristalería. La mayoría de los productos cerámicosvendidos en los Estados Unidos son seguros y libres de plomo, debido a las regu-laciones impuestas a los manufactureros. Con frecuencia algunas piezas de cerámica de otros países contienen nive-les de plomo demasiado altos y, por lo tanto, no deben ser usados con alimentossino como adornos. Recientemente la FDA aprobó una droga llamada Chemetque rebaja los niveles de plomo en la sangre de los niños. La exposición al plomo a través del agua es mínima debido a que formaesencialmente compuestos insolubles de tipo carbonatos y sulfatos; además, elagua potable tiende a tener menor contenido de Pb (el LMR establecidointernacionalmente es de 50 µg/L) que el agua no tratada de la fuente, debido aque el Pb es parcialmente removido por las plantas de tratamiento de agua 177
  • 185. potable. Cuando se detectan niveles elevados de Pb en la red y en los estanquesde almacenamiento, son resultado de la corrosión sobre estas estructuras cuandohan sido elaboradas con Pb. El suelo es contaminado principalmente por depósito de partículas del aire ypor aguas contaminadas por actividades industriales. Los suelos pueden conte-ner cantidades variables de Pb, en los no cultivados el Pb está presente en con-centraciones de 5 a 25 mg/kg, lo que indica una presencia permanente en elambiente; en los suelos cultivados se han encontrado concentraciones de hasta360 mg/kg. El hecho de que existan carreteras con gran circulación de vehículose industrias cercanas, eleva estos valores significativamente. La presencia de plomo en el agua y el suelo influye obviamente en la conta-minación de los alimentos. Los niveles de Pb en los alimentos varían según el tipode producto y si son conservados en envases de hojalata o no. Se han encontradoconcentraciones de plomo en alimentos enlatados desde 0,1 a 8 mg/kg. Los LMRen alimentos varían desde 0,1 mg/kg en fórmulas lácteas para niños y aceites ygrasas comestibles, 0,2 mg/kg en jugos y néctares de frutas, 0,3 mg/kg en lechesenlatadas y puré de frutas, 0,5 mg/kg en tomate y otros vegetales, mientras queen salsas y pastas de tomate así como la sal común se admiten 2 mg/kg. Enconservas de pescado y crustáceos suele aceptarse 1 mg/kg, mientras que enmoluscos se admiten hasta 5 mg/kg. Los valores medios de ingestión total de plomo al día en la ración de alimen-tos varían de acuerdo con los contenidos en los alimentos y los hábitos alimentarios. Se han informado valores desde 17,8 hasta 518 µg/día. Un promedio gene-ral estimado es del orden de 200 µg/día para adultos. La ingestión semanal tole-rable (IST) aceptada es de 25 µg/kg de peso corporal. La disminución de la ingestión de plomo puede favorecerse al reducir elaporte del metal a través de los alimentos y el agua de beber, para lo cual sedebe:− Laquear la costura de los envases metálicos interiormente.− Utilizar soldaduras libres de Pb (soldadura eléctrica) o bajas en Pb (buena limpieza de la costura).− No emplear recipientes que contengan Pb para la conservación de alimentos.− Controlar el tiempo de almacenamiento y tener en cuenta la durabilidad del producto conservado en envase metálico para su distribución y consumo.− Reducir la contaminación con Pb del agua de beber, a través del empleo de tuberías adecuadas y del control de la contaminación ambiental. Toxicocinética. El Pb y sus compuestos penetran en el organismo porinhalación e ingestión. La absorción por la piel tiene importancia solo en el casode los compuestos orgánicos. La vía de ingreso, el tamaño de la partícula y el tipode compuesto de plomo (orgánico o inorgánico) determinan la concentración y laposibilidad de difusión del plomo hacia el organismo. Entre 5 y 10 % del Pb ingerido se absorbe por el tracto gastrointestinal.Factores dietéticos como la baja ingestión de calcio, vitamina D, hierro y proteí-nas incrementan la absorción de Pb.178
  • 186. A nivel intestinal el Pb utiliza los mismos mecanismos de absorción del cal-cio, por tanto las cantidades de calcio en la dieta influyen en la absorción del Pben el sentido de que, dietas ricas en calcio restringen la absorción intestinal delplomo y viceversa. El Pb absorbido es transportado por la sangre, se establece un rápido equi-librio entre eritrocitos y plasma, llegando a diversos órganos y tejidos. Debido aque el Pb se distribuye rápidamente hacia otros tejidos, el aumento en la concen-tración sanguínea indica una exposición reciente, por lo tanto, en los casos deexposiciones intermitentes y variables el dato sobre la concentración de Pb ensangre tiene un uso limitado. A partir de autopsias se sabe que el Pb tiene una fuerte tendencia a acumu-larse en los huesos, los cuales reflejan exposición a largo plazo, representandoaproximadamente 90 % del contenido total corporal del metal, estimado entre100-400 mg por algunos autores. Este Pb acumulado mantiene los niveles san-guíneos elevados, aún después de cesar la exposición. Una fracción del Pb del plasma se difunde hacia dos tipos de tejitos: losduros (huesos, pelo, uñas y dientes) y los tejidos blandos (médula ósea, sistemanervioso, riñones, hígado). Se considera que solo el Pb presente en los tejidosblandos es directamente tóxico. El Pb en los tejidos duros permanece estrecha-mente fijado y solo es tóxico cuando la acumulación sirve como fuente del metalpara los tejidos blandos. El tiempo de vida media del Pb resulta difícil de determi-nar, sin embargo, no hay duda de que se necesitan alrededor de 5 años paraeliminar la mitad de la carga corporal de Pb. Luego de ser absorbido el Pb pasa principalmente a la sangre y los huesos.La porción de este que no es absorbido pasa a través del tracto gastrointestinal yes eliminado por las heces. El Pb que penetra en el flujo sanguíneo, pero que noes retenido, es excretado por el sistema renal; la vía fundamental de excreciónen el organismo humano es la orina (75-80 %), además se excreta por las heces(aproximadamente 15 %) y por cabellos, uñas y sudor (8 %), también se excretapor la leche. El proceso de eliminación renal del plomo es esencialmente unafiltración glomerular. Al parecer el organismo alcanza un equilibrio entre la absorción y la excre-ción, en el que la cantidad de Pb eliminado se corresponde con la cantidad ab-sorbida. Los lactantes y niños de edad preescolar constituyen un grupo muy expues-to en lo que concierne a la absorción y toxicidad del Pb; comparativamente conlos adultos, los factores influyentes pueden ser:− Metabolismo más activo.− Crecimiento corporal más rápido.− Composición corporal diferente.− Inmadurez del sistema nervioso y del sistema inmunitario.− Desarrollo incompleto de ciertos órganos y tejidos (como los huesos y el cere- bro). 179
  • 187. Los lactantes absorben entre 40 y 53 % del Pb ingerido y retienen el 30 %aproximadamente. En los niños el sistema esquelético crece de manera exponencial; en laprimera infancia el esqueleto aumenta 40 veces su masa original y durante esteperíodo tiene mayor capacidad para acumular Pb. Los daños causados por el plomo en los niños son permanentes. El metal seacumula en los huesos lentamente, impidiendo el crecimiento y deteriorando elcerebro. El envenenamiento debe ser diagnosticado por un médico, pero los pa-dres pueden también darse cuenta de ciertas señales indicativas como: sueñointranquilo, comportamiento errático y dificultades en las matemáticas, la lectura,la escritura y otras fases del aprendizaje en la escuela. Si el nivel del plomo en lasangre es suficientemente alto, el niño puede morir. Efectos biológicos. El daño en el ser humano se centra en varios siste-mas, los más importantes son: el nervioso, hematopoyético y renal. En general la toxicidad del Pb se debe a:− Su competencia con iones esenciales, como el calcio y el cinc en sus sitios de inserción.− Su afinidad por los grupos sulfhidrilos de las proteinas, lo cual trae alteraciones de la formación y función de ellas y de diferentes enzimas que poseen dichos grupos. Uno de los primeros y más importantes efectos del Pb en el organismohumano es la alteración de la síntesis del grupo HEMO. Esta alteración se ca-racteriza por concentraciones anormales de sus precursores en la sangre y laorina, y desde el punto de vista clínico por anemia y palidez facial (fascies satur-nina), especialmente peribucal. La inhibición se produce principalmente sobre las enzimas ácido aminolevulínico dehidratasa (AAL-D), encargadas de transformar el AAL enporfobilinógeno, la coproporfirinógeno oxidasa, que transforma la coproporfirinaen protoporfirina, y también la ferroquelatasa que transforma la transferina enferritina. El hierro transportado a la membrana de la mitocondria forma un com-plejo que se utiliza en la biosíntesis del HEMO. Como resultado ocurre alteraciónen la producción de la Hb, y se acumulan AAL, coproporfirina III y protoporfirinaIX lo cual provoca anemia normocítica hipocrómica aguda. En el laboratorio la combinación de actividad disminuida de AAL-D, au-mento del AAL, coproporfirina III y de la protoporfirina IX en sangre y orina sonindicadores de intoxicación por Pb. Los efectos tóxicos más graves son el resultado de la acción del Pb sobre elencéfalo y sistema nervioso periférico. Los efectos del Pb sobre el encéfalo están más relacionados con el saturnismoinfantil que con la intoxicación en adultos. Actualmente existe intensa preocupa-ción por evaluar en los niños el daño neuropsicológico producido por concentra-ciones bajas denominadas subtóxicas, de Pb en el organismo.180
  • 188. Se ha observado en animales de laboratorio, que habían ingerido acetato deplomo, una disminución del 50 % en la velocidad de la conducción de las fibrasmotoras del nervio ciático. Esta se asocia con la mielinización (acumulación de lamielina en la reparación de los nervios) de la fibra nerviosa, por lo que se conclu-yó que el Pb tiene un efecto tóxico en el metabolismo de las células de Schawnn(células que rodean a los axones nerviosos periféricos), para formarlas en unavaina, también tiene efecto sobre las células capsulares. En una exposición prolongada al Pb pueden observarse efectos importantessobre el sistema nervioso central, causando cuadro de encefalopatía saturnina,cuyos síntomas varían desde cambios psicológicos o conductuales sutiles hastaalteraciones neurológicas graves. En niños pequeños, que han tenido intoxicación aguda por Pb, la capacidadde aprendizaje está seriamente disminuida por incoordinación motriz o incapaci-dad para concentrarse. También se plantea la posibilidad de que una baja expo-sición al Pb en niños de edad preescolar afecta el desarrollo cognoscitivo y elrendimiento escolar, que implica problemas en el lenguaje. El Pb inorgánico produce efectos adversos en el sistema nervioso periféri-co, tanto en la estructura como en la actividad colinérgica del nervio. El hechomás característico es el daño de los nervios motores, que se expresa clínicamentecon la parálisis saturnina, cuya manifestación principal es la debilidad de los mús-culos extensores (falta de fuerza en las manos). Los efectos del Pb sobre el riñón han sido estudiados con detenimiento y seobservan lesión tubular renal caracterizada por aminoaciduria generalizada,hipofosfatemia y glucosuria, puede llegar a fibrosis peritubular, por lo que estossignos denominados como nefropatía crónica pueden culminar en insuficienciarenal. No se sabe con certeza si los efectos vasculares del Pb en el hombre son elresultado de una acción directa sobre los vasos sanguíneos, o si son consecutivosa los efectos renales a largo plazo, donde se han observado cambiosateroscleróticos en el riñón. La IARC plantea evidencia de carcinogénesis inducida por el Pb en roedo-res, pero desde el punto de vista epidemiológico no está suficientemente estable-cida su carcinogenicidad para el hombre. Análisis. Los métodos más antiguos y conocidos de amplio uso son los quese basan en la formación de un complejo rojo de Pb con la ditizona, este se midemediante el espectrofotómetro. El método de determinación de Pb que se ha ganado rápida aceptación enlos años recientes es la espectroscopia de absorción atómica. En la espectroscopiaclásica de absorción atómica la fuente de calor es una llama dentro de la cual seaspira la solución muestra, pero, más recientemente se ha elaborado un recipien-te donde la muestra se calienta eléctricamente, denominándose esta varianteespectroscopia de absorción atómica sin llama; tiene la ventaja de que se reduceel volumen de muestra a microlitros sin pérdida de sensibilidad. Los límites dedetección de estos métodos pueden alcanzar valores hasta 0,005 ng. 181
  • 189. Existen además otros métodos analíticos en los cuales no es necesario des-trucción de la materia orgánica presente en las muestras: activación neutrónica yfluorescencia de rayos X. Estos métodos tienen la desventaja de que la determi-nación de Pb tiene costo elevado, sin embargo, posee la ventaja de que se pue-den determinar varios elementos de manera simultánea.BIBLIOGRAFÍA Aufderheide M., Mohr U., Thiedemann K.U., Heinrich U. (1990). Toxicol Environ Chem 27:173- 180. Basinger M.A., Jones S., Jones M.M. (1986). Journal of Toxicology and Enviromental 17:429- 435. Beltrán Llerandi G., Abreu M., García Roché M.O., Symington R., Castillo A. González L., Menéndez R. (1987). Die Nahrung 31:987-991. Beltrán Llerandi G., Díaz, Z., Symington, R., Roche, R. (1984). Bol Técn LABAL 5:15-19. Beltrán Llerandi G., Menéndez R., García Roché M.O., Torres O. (1989). Die Nahrung 33:315- 316. Beltrán Llerandi G., Symington R., Domínguez A., Martín E., Roche. (1987). R. Rev Cub Hig Epid 26(1):100-102. Berlin M. (1979). Mercury. Handbook on the Toxicology of Metals. Edited by L. Friberg et al. Elsevier Science Publishers, North-Holland. Biomedical Press, p. 503-530. Bernard A., Lauwerys R. (1984). Experientia 40:143. ————— (1986). Experientia Suppl. 50, 114. Bingham F.T., Sposito G., Strong J.E. (1984). Journal of Enviromental Quality 13:71. Bishop, C.S. (1982). J Environm Health 44:231-5. Boumans P.W. (1980). Line coincidence tables for Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectrometry, Vols. I y II. Pergamon, Toronto, Ontario. Brunn H., Berlich H.D., Muller F.J. (1985). Bull. Environ Contam Toxicol 34:527-532. Buchet J.P. et al. (1983). Food and Chemical Toxicology 21:19. Buck W.B. (1978). Hagar Toxic Subst 2:357-374. Buser H.R., Rappe C., Bergqvist P.A. (1985). Environ. Health Perspect. 60:293-302. Castillo R. (1978). Tecnología de envases metálicos. Tomo I. Empresa de Envases Metálicos. MINAL. Ciudad Habana. CEN (1987). Contaminantes Metálicos en Alimentos. Regulaciones Sanitarias. NC-38-02-06, La Habana. CEN (1979). Determinación Fotométrica de Arsénico. Método General con dietilditiocarbamato de plata. NC 23-23, La Habana. Chang L.W., Reuhl K.R. (1983). Mercury in human and animal health. Trace Elements in Health. A review of current issues. Edited by J. Rose. Butterworth & Co (Publishers) Ltd., 132-149. CODEX (1985). Programa Conjunto FAO/OMS sobre normas alimentarias. Informe presentado por Canadá al Codex Alimentarius: Estimaciones de la ingestión de ciertas sustancias que pasan de los materiales de envasado a los alimentos. CX/FA 85/11. CODEX (1987). Programa conjunto FAO/OMS sobre normas alimentarias. Métodos para limitar los niveles de ciertas sustancias que pasan de los materiales de envasado a los alimentos. CL TT28/FA. CODEX (1989). Programa conjunto FAO/OMS sobre normas alimentarias. Niveles de orienta- ción para determinados contaminantes. Alinorm 89/12A. Córdova V., García Roché M.O. (1988). Rev Cubana Cienc Vet 19 : 207-212. Dabeka R. W. (1984). Analyst 109:1259-1264.182
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  • 193. CAPÍTULO 13 Tóxicos originados por el tratamiento térmico Miguel O. García Roché Los procesos que involucran la preparación de carnes, pescados y en espe-cial aquellos alimentos ricos en aceites insaturados, muchos de los cuales sonrealizados a altas temperaturas, como por ejemplo la cocción, pueden aportar unconjunto de tóxicos que pasan a formar parte de dichos alimentos. Por tal motivo, es conveniente analizar diversos aspectos relacionados conlas fuentes de contaminación, niveles de exposición, toxicocinética, toxicodinámicay prevención de algunos de los más importantes tóxicos alimentarios originadospor el procesamiento térmico, como aminas heterocíclicas, hidrocarburospolicíclicos aromáticos, productos de la peroxidación lipídica y archilamida.AMINAS HETEROCÍCLICAS Las aminas heterocíclicas (AH) se producen como resultado de la cocciónde las carnes y pescado a altas temperaturas, debido a la pirólisis de losaminoácidos y proteínas. La cocción en aceite o freído, donde se alcanzan tem-peraturas muy superiores a la cocción en agua o cocido, así como el asado a lasbrasas o a la parrilla, son los procesamientos fundamentales que producen estoscompuestos. Las cantidades de AH formadas durante la cocción aumentan conel tiempo de aplicación del tratamiento térmico y el contenido de agua del pro-ducto. Las aminas heterocíclicas se clasifican según si el grupo amino es o nomodificado por el anión nitrito, en:− Compuestos de tipo IQ. El grupo amino no es modificable.− Compuestos de tipo no IQ. El grupo amino es modificable por el nitrito. Algunos representantes de estas aminas se indican a continuación:− 2-amino-3-metilimidazo [4,5-] quinolina (IQ).− 2-amino-3,4-dimetilimidazo [4,5-] quinolina (MeIQ).− 2-amino-3-metilimidazo [4,5-] quinoxalina (IQx).− 2-amino-3,8-dimetilimidazo [4,5-] quinoxalina (MeIQx).− 2-amino-3,4,8-trimetilimidazo [4,5-] quinoxalina (4,8-DiMeIQx).− 2-amino-3,7,8-trimetilimidazo [4,5-] quinoxalina (7,8- DiMelQx).− 2-amino-1metil-6-fenilimidazo[4,5-b] piridina (PhIP).186
  • 194. − 2-amino-n,n,n-trimetilimidazopiridina (TMIP).− 2-amino-n,n-dimetilimidazopiridina (DIMP).− 2-amino-(1ó 3), 6- dimetilfuro [2,3 (ó 3,2)-e] imidazo [4,5-b]piridina (MeIFP).− 4-amino-1,6-dimetil-2-metilamino-H,6H-pirrolo [3,4-] benzimidazol-5,7-diona (Cre-P-1).− 3-amino-1,4-dimetil-5H-pirido [4,3-b] indol (Trp-P-1).− 3-amino-1-metil-5H-pirido [4,3-b] indol (Trp-P-2).− 2-amino-6-metildipirido [1,2-a:3‘,2‘-b] imidazol (Glu-P-1).− 2-aminodipirido [1,2-a:3‘,2‘-imidazol (Glu-P-2).− 2-amino-5-fenilpiridina (Phe-P-1).− 4-amino-6- metil- 1H- 2,5,10,10b- tetraazofluoroanteno (Orn-P-1).− 2-amino-9H-pirido [2,3-b] indol (AC).− 2-amino-3-metil-9H-pirido [2,3-b] indol (MeAC). Se ha determinado que 1 kg de carne de vacuno frito a 250 °C (6 min porcada lado), puede contener cerca de 3 µg de AH, e incluso al freír pescado seproducen AH, aunque en menor concentración que la carne de vacuno. El PhI es una AH presente en relativa abundancia en los alimentos consu-midos postratamiento térmico. Se estima que la ingestión promedio de AH es entre 0,4 y 16 µg/indivi-duo/día. Las AH se activan metabólicamente por las enzimas oxidasas de funciónmixta en el hígado, particularmente del complejo citocromo P-450. Primeramen-te el grupo amino se convierte en un grupo hidroxiamino, luego se forman ésteres,como el sulfato del derivado N-hidroxi, los que finalmente producen aductos delDNA. Las AH presentan elevada actividad mutagénica en sistemas bacterianos ycultivos de células de mamíferos. En los sistemas bacterianos, particularmente laSalmonella typhimurium TA 98, estos compuestos son mutágenos más poten-tes que otros muy reconocidos, como la aflatoxina B1 y el benzo(a)pireno, loscuales muestran relativamente baja mutagenicidad en la citada cepa en compa-ración con la de Salmonella. tiphimurium TA100. Las AH han probado ser mutagénicas como resultado de otras pruebasutilizando cultivo de células y de Drosophila melanogaster, en las cuales indu-cen aberraciones cromosómicas e intercambio de cromátidas hermanas. Por vía oral la mayoría de las AH son cancerígenos hepáticos y producenhepatomas, en cambio otras son cancerígenos para el colon y las glándulasmamarias. Los efectos carcinogénicos de las AH se obtienen con bajas dosis, bastantemayores que las que se ingieren diariamente a través de los alimentos y mediantela administración simultánea de 5 AH. En dosis de 1/5 y 1/25 de la dosiscarcinógenica se observaron efectos en experimentos de duración media, lo quesugiere un efecto aditivo o sinergista en su carcinogenicidad. 187
  • 195. Estos hechos significan que si bien no se puede asegurar que la ingestión deAH a través de los alimentos sea suficiente para producir cáncer humano, esconveniente reducir este riesgo. Algunas medidas tendientes a reducir la exposi-ción a estas sustancias consisten en no solo la reducción del consumo de alimen-tos calentados drásticamente, sino además: se debe evitar la carbonización de lascarnes durante la cocción y eliminar las partes carbonizadas si esto ocurriera. No es recomendable el contacto directo de la carne o pescado con la llamade gas o carbón. Utilizar las cacerolas de aluminio, ya que reducen la carbonización. En el caso de los alimentos a partir de carne molida, la presencia de soya enla mezcla reduce la formación de estos y otros compuestos tóxicos. Análisis. La extracción, purificación, identificación y detección de las AHpresentan dificultades, por ello se ha empleado mucho la evaluación indirectamediante la determinación de la capacidad mutagénica. Los métodos de análisis químicos más reconocidos se basan en la extrac-ción de AH con diclorometano y separación por HPLC equipado con un detectorelectroquímico. Sin embargo, aún se carece de métodos de rutina precisos y sensibles quepermitan su detección y cuantificación, de manera para llegar a un control de losalimentos.HIDROCARBUROS POLICÍCLICOS AROMÁTICOS Los hidrocarburos policíclicos aromáticos (HPA) son un grupo de com-puestos originados por la combustión incompleta de la materia orgánica a altastemperaturas, debido a un proceso de pirólisis seguido de pirosíntesis de las ca-denas cortas formadas. Aparecen siempre en el humo ocasionado por la combustión del tabaco, losgases de escape de vehículos automotores y de industrias, así como por diversastecnologías y formas de procesamiento de los alimentos, a los cuales se incorpo-ran desde el ambiente. Desde el punto de vista de su fórmula química estructural los HPA derivandel naftaleno, y están conformados por varios anillos aromáticos; de ellos, algu-nos son extremadamente carcinogénicos, como el 3,4 benzopireno (b(a)p), elbenzantraceno y el dibenzantraceno. Otros como el fluoranteno, pireno y antracenono presentan potencial carcinogénico. En el siglo XVIII, Sir Percival Pott estableció correctamente la alta inciden-cia de cáncer escrotal entre los trabajadores que limpiaban chimeneas. El agenteinvolucrado con la enfermedad, específicamente es el HPA benzo (a) pireno, elcual es considerado el carcinógeno ambiental más prevalente que es capaz dedañar al DNA. Desde un punto de vista analítico es común analizar el contenido de b(a)pen los alimentos como indicador de todos los HPA; este hecho se fundamenta enla alta frecuencia de aparición del b(a)p en los alimentos y su potentecarcinogenicidad.188
  • 196. Resulta arbitrario considerar que el conocimiento del contenido de b(a)pgarantiza la evaluación de la exposición a otros HPA mutágenos y carcinógenos,aunque permite ampliar el número y magnitud de las evaluaciones y en ciertamedida el control rutinario. Se estima que en la dieta diaria, alrededor del 30 % de los HPA ingeridosson carcinogénicos y que la ingestión total de HPA puede alcanzar los 20 µgdiarios, de los cuales aproximadamente 2 µg corresponden al b(a)p. Entre las diversas fuentes de contaminación de los alimentos con HPA in-cluyen el ahumado, secado, tostado, extracción con aceites, así como la contami-nación ambiental. Ahumado. Las características organolépticas específicas (color, sabor yaroma) que confiere el ahumado a las carnes es lo que determina que el procesocontinúe su uso preferencial en la elaboración de productos cárnicos, a pesar desus desventajas desde el punto de vista toxicológico, particularmente debido a lacontaminación de los productos con HPA. Los defensores del ahumado argu-mentan que los contenidos de b(a)p y otros HPA en los productos cárnicos, no esmayor que los que se detectan en vegetales contaminados por los gases residualesde industrias y vehículos motorizados, o de los que se encuentran en otros ali-mentos sometidos a distintas tecnologías, como por ejemplo el secado. Existen algunos métodos tradicionales y modernos de ahumado, algunos delos cuales reducen notablemente el contenido de benzo(a)pireno y otros HPA enlos productos ahumados. Los métodos tradicionales de ahumado consisten en la combustión directade la leña. Se conoce que maderas fibrosas aportan mayor contenido de b(a)p enel humo producido durante la combustión. La obtención del humo por fricción, enlugar de combustión, disminuye el contenido de HPA en los alimentos debido aque por una parte se alcanzan temperaturas inferiores, y por otro lado el humo serenueva al circular sobre el dispositivo utilizado generalmente de metal, paralograr la fricción. La obtención de humo por medio de vapor de agua sobrecalentado sobre laviruta, y el ahumado electrostático, también dan lugar a menor contenido de HPAen los productos. Adicionalmente existen otras alternativas para reducir aún másla presencia de los HPA en el ambiente; se trata de la precipitación del alquitránpor enfriamiento o lavado con agua, o lo que es tecnológicamente mejor el filtra-do electrostático, ya que no afecta otros compuestos del humo deseables en elahumado, lo cual sucede con el lavado. Hoy se cuenta con los denominadoshumos líquidos, obtenidos por condensación del humo de distintos sustratos aro-máticos, entre ellos diversos tipos de madera. Su ventaja es que se puede prede-cir la concentración de b(a)p en los productos, a partir del conocimiento delcontenido de b(a)p del humo líquido, el cual al ser menor que 10 µg/kg garantizasu contenido en los productos por debajo del LMR recomendado equivalentea 1 µg/kg. Secado. Los alimentos que se someten a un secado con gases provenien-tes de fuentes de petróleo pueden presentar contaminación con HPA, un ejemplo 189
  • 197. es la formación de b(a)p durante el malteado de la cebada; los niveles que apa-recen en la cerveza son superiores a 1 µg/kg. Esta situación se puede resolvercon las nuevas tecnologías, las cuales no utilizan la llama directa para el secadode los cereales; de esta manera los niveles de b(a)p en la cerveza pueden redu-cirse a niveles de entre 0,01 y 0,02 µg/kg. Tostado. El proceso de tostado de algunos alimentos da lugar a la presen-cia de HPA en estos. El caso más representativo es el café. Si el tostado eseficiente, el contenido de b(a)p debe ser menor que 1 µg/kg, lo cual significa quecon una taza de la infusión, no debiera ingerirse más de 0,010 µg de b(a)p. Por otra parte, el maní tostado puede contener niveles cercanos a 1 µg/kgde b(a)p. Extracción de aceites. Los aceites vegetales pueden contener HPA, de-bido a la contaminación de las semillas oleaginosas a partir del aire industrialcontaminado durante el secado, o a veces cuando se procede tostado de estassemillas, sobre todo debido al uso de solventes no suficientemente puros en latecnología de extracción de aceites. Métodos de cocción. Según la fuente de energía utilizada, la proximidadde esta con el alimento y el control de la temperatura influyen en el contenido deHPA de los alimentos. El empleo de cocinas eléctricas y microondas práctica-mente no contribuye a la contaminación. El sistema de cocción “a la parrilla”,ocasiona una contaminación importante con HPA en los alimentos, especialmen-te si la fuente está cerca del alimento y además caen gotas de grasa procedentede las carnes o el pescado sobre la fuente de energía. Contaminación ambiental. La cercanía con industrias y el tránsito devehículos motorizados provocan la contaminación con HPA en muchas especiesde vegetales comestibles, especialmente las de grandes hojas como la lechuga,acelga, repollo y otras especies. El lavado del alimento antes de ser consumido,solo elimina el 25 % de los HPA presentes. Asimismo los peces, crustáceos y moluscos que habitan en zonas expues-tas a vertederos de petróleo presentan importantes niveles de HPA, especial-mente los últimos son grandes acumuladores de HPA y pueden servir deindicadores de contaminación ambiental por estos compuestos. Los HPA por formar parte de una variada familia de compuestos orgánicosno se metabolizan de idéntica manera, y son activados metabólicamente en elhígado, por ejemplo, el b(a)p presenta varias rutas metabólicas y una de las másimportantes es catalizada por la citocromo P-450 monooxigenasa microsomal,dando lugar a óxidos y fenoles que producen quinonas y también diolepóxidosque se excretan en parte como conjugados del glutation. Aunque en ciertas dosis los HPA son hepatotóxicos, sus efectos agudos noson muy importantes. De hecho la DL50 de b(a) p en ratón, inyectada por víaintraperitoneal, es de 250 mg/kg, o sea, no es un tóxico muy potente. A través de ensayos de genotoxicidad, como por ejemplo el test de Ames enSalmonella tiphimurium, se ha podido comprobar la elevada capacidadmutagénica del b(a)p y otros HPA.190
  • 198. Los HPA son iniciadores de la formación de tumores en dosis no canceríge-nas, hecho que se materializa por la acción de otros cancerígenos promotores.La administración oral de dosis relativamente bajas pero reiteradas, produce tu-mores especialmente del esófago y estómago y de acuerdo con la vía de admi-nistración, la magnitud de la dosis, el status fisiológico y nutricional y la presenciade inductores e inhibidores metabólicos se determinan el alcance y la localizaciónde los efectos biológicos debidos a los HPA. Análisis. En general los métodos de análisis implican una extracción prefe-rentemente mediante Soxhlet, donde el disolvente más empleado es el ciclohexano.En alimentos ricos en grasa es habitual previamente una saponificación. Tam-bién se obtienen buenos resultados con el empleo de columnas para la «limpieza»de la muestra y en general los métodos de detección más utilizados son aquellosmediante cromatografía. La propiedad de fluorecer es muy importante en el análisis de HPA, en queel soporte idóneo es la celulosa acetilada, y la determinación in situ se realizamediante densifluorometría. La cromatografía de gases con detección por irrigación de llama se haempleado para el análisis de los HPA, utilizando columnas convencionales relle-nas de OV-101. Existen algunas dificultades analíticas para separar algunos HPA de otros,como por ejemplo el b(a)p del criseno, las cuales pueden ser resueltas medianteel empleo de columnas capilares. Por último, el método de análisis más recomendado es la cromatografíalíquida de alta presión (HPLC) con detector de fluorescencia, el cual se caracte-riza por su elevada sensibilidad al permitir un límite de detección que fluctúaentre 4 y 5 ng/kg.PRODUCTOS DE LA PEROXIDACIÓN LIPÍDICA Se entiende por peroxidación lipídica la conversión de estructuras lipídicasinsaturadas en peróxidos mediante la incorporación de oxígeno; esta captaciónpuede ocurrir en las moléculas de lípidos o en las de ácidos grasos libres. Los peróxidos que se forman son diferentes según el mecanismo involucradoen su formación y son capaces de sufrir cambios químicos posteriores comoisomerizaciones, captación de otra molécula de oxígeno, fragmentación y otros,dando lugar entonces a productos secundarios de la peroxidación, los cuales seconvierten en productos finales que son mucho menos reactivos y que suelenacumularse en la matriz o pasar al medio circundante. Muchos de estos produc-tos finales son compuestos carbonílicos de peso molecular pequeño y que porestas características tienen olor desagradable, el cual se conoce como “rancio”,de ahí que todo el proceso completo inherente a la peroxidación se conozcacomo “enranciamiento”. Muchos de esos productos tienen carácter tóxico y por eso la ingestión degrasas que han sufrido peroxidación pueden constituir elevado riesgo para la 191
  • 199. salud del consumidor. Entre esas sustancias dañinas están los peróxidos prima-rios y varios aldehídos, entre los cuales merece especial atención el aldehídomalónico, el n-hexanal y algunos aldehídos insaturados conocidos comoalquenales. Estos compuestos tóxicos se discutirán por separado, excepto en el acápitede sus fuentes, pues estas son semejantes o las mismas para todos ellos. En alimentos grasos como las carnes y productos cárnicos, la grasa seperoxida también, pero la presencia de ciertas sustancias en la matriz influye enalgunos de los numerosos pasos del proceso y de esta manera cambia el espec-tro de los productos finales, dando un olor o bouquet peculiar, diferente del “ran-cio” y que se conoce como WOF, siglas de la expresión inglesa warmed-overflavor que se puede traducir como sabor a sobrecalentado. Los principales agentes responsables del WOF se presentan en la tabla13.1.Tabla 13.1. Agentes responsables del WOFAgente Forma química activaAldehídos saturados n-propanal n-pentanal n-hexanal n-nonanalAldehídos insaturados 2-hexenal 2-heptenal 4 cis-heptenal 2-octenal 2,4 decadienal 3,6 nonadienalOtros Octadiona Pentilfurano 1-hepten-3-ol 2-octen-1-ol Las grasas utilizadas en frituras pueden encontrarse muy alteradas debidoa que el calor acelera todos los procesos oxidativos, razón por la cual el nivel deperóxidos no suele ser tan alto como en el caso de los compuestos carbonílicospoco volátiles. Cabe mencionar que la formación de enlaces carbono-carbono conduce ala formación de dímeros y de compuestos cíclicos de alta y reconocida toxicidad.Las grasas tienen también elevados niveles de polímeros, los que incrementannotablemente su viscosidad y color. El calor por su parte acelera las reaccionesde hidrólisis en combinación con el agua contenida en los alimentos que se fríen,y la acidez aumenta notable y progresivamente.192
  • 200. Aún en alimentos que no han sufrido calentamiento como en el pescadocongelado, igualmente se manifiesta la peroxidación lipídica y la alteración sueleser notable debido a que el pescado contiene elevados niveles de ácidospoliinsaturados y lipooxigenasas. Estas enzimas logran que con el tiempo se va-yan incrementando los distintos productos de la peroxidación lipídica. Independientemente del carácter tóxico de algunos productos finales, lareacción de estos con determinados componentes de la matriz, produce altera-ciones en sus características organolépticas como: cambios en el olor, color, sa-bor y textura de los alimentos. También se alteran sus valores nutricionales, loque implica una característica negativa desde el punto de vista alimentario, porejemplo, ciertos aldehídos finales reaccionan con proteínas del alimento, produ-ciendo alteraciones que disminuyen su valor alimenticio al transformarse losaminoácidos esenciales. Con la peroxidación también se afectan sustancias como los tocoferoles ycarotenoides, las cuales tienen un importante rol como agentes antioxidantes yen la prevención de la formación de tumores. Entre los productos de la peroxidación lipídica que despierta un elevadointerés desde el punto de vista toxicológico, se encuentran los peróxidos, alquenales,aldehído malónico y el colesterol oxidado.PERÓXIDOS Los peróxidos se transforman en el tracto gastrointestinal dando productossecundarios o se reducen a hidroxiácidos que no son tóxicos. La reducción escatalizada por reductasas intestinales, a las que se atribuye la formación de alco-holes lipídicos que aparecen en distintos órganos después de la ingestión deperóxidos lipídicos, pero también puede deberse a la acción de peroxidasas queoxidan distintos sustratos usando los peróxidos como oxidantes. El método clásico de análisis de peróxidos es el yodométrico, en alguna desus numerosas variantes, aunque también se emplean la mediciónespectrofotométrica, electroanalítica y la HPLC. En numerosos países se utiliza como valor máximo permisible en alimentosun nivel de peróxidos de 5 mEq/kg de muestra; sin embargo, debe usarse en elanálisis o estudio de la muestra algún otro método complementario, pues si elperíodo de almacenamiento ha sido muy largo o las condiciones no son adecua-das, los peróxidos se transforman y su nivel disminuye, entonces es posible queen una muestra alterada no sobrepasen el valor crítico antes señalado.ALQUENALES El carácter tóxico parece aumentar con la longitud de la cadena y con elnúmero de enlaces dobles. Se ha demostrado que el 4-hidroxinonenal inactiva laglucosa-6-fosfatasa, así como también los 2-alquenales reaccionan fácilmentecon grupos de importancia bioquímica como -SH, -NH2 y -OH. Quizás estehecho sea la causa de los efectos degenerativos en los tejidos linfoides como el 193
  • 201. timo y el bazo, y de la inhibición de la división celular observada en cultivos decélulas de mamíferos. Parece que los 2-alquenales actúan como mensajerostóxicos secundarios de los radicales libres, dañando a proteínas y al DNA. Es posible que el hidroxinonenal tenga efecto cancerígeno en el hígado y enel riñón. La 2,4 dinitrofenilhidrazina ha sido muy utilizada para la determinaciónde compuestos con grupo carbonilo, y en diversos estudios sobre lípidos peroxidadosse han podido calcular los niveles de carbonilos totales o de algún grupo de elloscomo monocarbonilos, alquenales y cetonas entre otros. Entre los métodos de análisis de alquenales más usados ha sido elespectrofotométrico que mide la intensidad del color amarillo resultante de lareacción. En la actualidad se han desarrollado métodos cromatográficos principal-mente GC y HPLC, los cuales son más sensibles y permiten determinar cuanti-tativa y cualitativamente gran número de compuestos carbonílicos.ALDEHÍDO MALÓNICO El malonaldehído (MDA), conocido también como propanodial, tiene singu-lar importancia en la peroxidación lipídica; se forma durante el enranciamientode ácidos poliénicos, debido a ruptura de un hidroperóxido bicíclico intermediario. El aldehído malónico de la dieta es fácilmente absorbido y en el organismoparticipa en numerosos procesos bioquímicos, reaccionando con grupos aminode proteínas o con grupos nitrogenados de fosfolípidos y de ácidos nucleicos,todo lo cual explica su cáracter tóxico. La LD50 oral para ratas es de 632 mg/kg de peso corporal. Administracio-nes crónicas diarias de cantidades entre 0,1 y 10 mg/kg de peso corporal enratones produjeron daño hepático o cambios neoplásicos y efectos mutagénicos. El método de análisis de aldehído malónico más divulgado y utilizado es elcolorimétrico en algunas de sus numerosas variantes, el cual se basa en la medi-ción del color rojo que se forma por la reacción con el ácido tiobarbitúrico. Otros métodos miden la fluorescencia en lugar del color rojo, o en los cualesse mide directamente la concentración de MDA por métodos cromatográficos.En estos casos además de MDA pueden medirse en la misma prueba otrosaldehídos presentes.COLESTEROL OXIDADO Se da este nombre a las sustancias que resultan de la oxidación del colesterol,proceso que se acelera al calentar grasas de origen animal, como la manteca o lamantequillla. Se forman como productos secundarios de la peroxidación delcolesterol, se destacan entre ellos el 5,6 epoxicolesterol, el 25-OH colesterol,dihidroxi 5,6 colesterol y los isómeros 7-hidroxicolesterol. Algunos alimentos ricos en colesterol oxidado son la manteca de cerdo, lacual ha sido muy usada en frituras, los huevos deshidratados, algunas leches enpolvo, mantequillas envejecidas o parcialmente alteradas, chicharrones, etc.194
  • 202. Hay evidencias de que varios oxicolesteroles actúan como inhibidores deuna enzima reductasa, clave en la biosíntesis del colesterol; al disminuir la forma-ción de este, las células se afectarían por una alteración en las características desus membranas, como su flexibilidad, permeabilidad y reactividad enzimática.Lógicamente esto conducirá a la alteración funcional de la célula afectada enprimera etapa y a todo el organismo después. Estos efectos negativos se hanobservado en arterias, antes de transcurridas 24 h de la administración de colesteroloxidado a conejos, aún en cantidades pequeñísimas. Por medio de métodos cromatográficos se separan y cuantifican losoxiesteroles presentes en el colesterol oxidado. Desde un punto de vista analítico se ha empleado mucho la HPLC y GC-MS, además de la cromatografía en capa fina, método más accesible a los labo-ratorios de control, los cuales muchas veces carecen de los recursos para adquirirequipos más sofisticados y costosos.ARCHILAMIDA La archilamida es un monómero que se produce con fines comerciales parala fabricación y síntesis de poliacrilamida. Los polímeros de acrilamida tienenmúltiples aplicaciones, entre ellas el tratamiento de aguas y suelos o la incorpora-ción en cosméticos como aditivo. Asimismo, la acrilamida forma parte del humodel tabaco. Su fórmula química es: CH2 = CH-CO-NH2 La acrilamida es un compuesto químico utilizado en la producción de mate-riales plásticos y es un cancerígeno probado en animales de laboratorio. En abril del 2002 se descubrió la presencia de acrilamida en ciertos alimen-tos ricos en almidón cocinados a elevadas temperaturas (> 120 oC), tales comoderivados de cereales (incluido el pan) y papas fritas. Una Reunión Consultiva de Expertos de la FAO/OMS (25-27 de junio del2002) acerca de las implicaciones a la salud que tiene la presencia de acrilamidaen alimentos, indicó que los niveles encontrados en esos alimentos son bastantemás elevados que los límites máximos para el agua de beber recomendados porla OMS. Estado de conocimiento sobre la ingestión de acrilamida y su signi-ficación toxicológica de la archilamida (2002). La ingestión media deacrilamida estimada es de 70 µg/día para un hombre adulto, cifra significativamentemenor que la que ha mostrado causar efectos adversos en animales de laborato-rio, pero se ha indicado que aún no es posible determinar correctamente la inges-tión media, ya que muchos otros alimentos que los investigados pudieran conteneracrilamida y todavía no se han analizado. No se conoce totalmente la toxicocinéticade la acrilamida y no hay evidencias epidemiológicas que asocien la ingestión deacrilamida y cáncer en el hombre. Los nuevos hallazgos sobre la presencia de acrilamida en alimentos consti-tuyen un problema serio, pero los limitados conocimientos actuales no permiten 195
  • 203. aún responder a las inquietudes de los consumidores y reguladores de alimentos.La reunión consultiva recomendó que se requiere: conocer los mecanismos deformación de la acrilamida durante la cocción de los alimentos, y desarrollarestudios epidemiológicos que asocien acrilamida y cáncer en el hombre. Deter-minar la presencia de acrilamida en otros grupos de alimentos. Estado de conocimiento sobre la formación de archilamida, la re-ducción de la contaminación y su significación toxicológica (2003-2004).La formación de acrilamida es más probable en los alimentos ricos en almidóncocinados (asados o fritos) con una temperatura superior a 120 oC aproximada-mente. No se ha detectado la presencia de acrilamida en productos alimenticioshervidos. Posible ruta de formación incluye una reacción química entre el aminoácidoasparagina y ciertos azúcares reductores. Otras posibles rutas de formación son:− Calentamiento a 180 °C de la asparagina o de la glutamina origina la forma- ción de acrilamida por degradación térmica.− El amoníaco producido a partir de aminoácidos como la asparagina reacciona con el ácido acrílico formado a partir de la acroleína, que a su vez procede de la degradación de los lípidos.− Uno de los radicales del ácido acrílico procedente del calentamiento a eleva- das temperatura de la acroleína reacciona con un radical amino formado a partir del calentamiento a elevadas temperatura de un aminoácido. Efectos biológicos. Como consecuencia de la acción metabólica da lugara glicidamida, un epóxido químicamente reactivo que origina aductos de ADN ypuede ser la sustancia directamente genotóxica. Causa tumores en los animales de experimentación, y se ha clasificadocomo probablemente cancerígena para el hombre. En los EE.UU. y Holanda la ingestión estimada es de 0,8 µg/kg de pesocorporal/día para el consumidor medio. Las patatas, los cereales de desayuno,las tostadas, las galletas, el pan de molde y el café aportaban más de 80 % de laacrilamida ingerida por la población media, sin que ninguno de estos alimentospresentara contribución mayoritaria. La Comisión Europea analizó las concentraciones de acrilamida en los cos-méticos y recomendó un contenido tolerable de acrilamida en la poliacrilamida de<0,1 mg/kg en las lociones y cremas para el cuerpo y <0,5 mg/kg en otros tiposde cosméticos. Estrategias para reducir el contenido de acrilamida en los alimen-tos. Eliminar o reducir la concentración de asparagina y azucares reductores (elalmacenamiento de las patatas por debajo de 8 a 10 ºC puede favorecer la for-mación de azúcares reductores). Interrumpir la reacción (la modificación de la temperatura y del tiempo decocción influirá en el contenido de esta sustancia en los alimentos) (A pHsignificativamente inferiores a 7 se inhibe la formación de arcrilamida).196
  • 204. Eliminar la acrilamida después de su formación (los intentos con luzultravioleta y extracción con CO2 supercrítico no han tenido éxito) En las recientemente celebradas, 36 y 37 Reuniones del Comité del CódexAlimentarius sobre Aditivos y Contaminantes, se acordó continuar la evaluaciónde riesgos de acrilamida en alimentos. Concentraciones notificadas de acrilamida en los alimentos. Grupode alimentos/productos. Concentraciones de acrilamida (µg/kg). Míni-mo Máximo:− Patatas fritas (redondas y crujientes) 170 2510.− Patatas (cocidas) <50.− Patatas fritas (alargadas) 59 12800.− Maíz frito (crujiente) 120 220.− Productos de panadería 24 364.− Pan <10 130.− Pan (tostada) 25 1430.− Galletas (dulces y saladas) 18 650.− Cereales de desayuno 22 1400.− Pan tostado (crujiente) <30 1900.− Fideos 11 581.− Café (tostado) 45 374.− Granos de cebada tostados 210 578.− Productos a partir de chocolate < 909.− Nueces, avellanas 2828 339.− Cerveza < 30.BIBLIOGRAFÍAAgencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA). (1992). Evaluación y manejo de riesgos: Sistema para la toma de decisiones. Pag. 1-37. Metepec, Estado de México. México.Ames, B.N. (1983). Dietary carcinogens and anticarcinogens. Science 221(4617), 1256.Andia, A.M.G. & Stret, J. (1975). Dietary induction of hepatic microsomal enzymes by thermallyoxidize fats. J. Agric. Food Chem. 23 (2), 173.Blot, W.J. (1994). Esophageal cancer trends and risk factors. Semin. Oncol. 21, 403-410.Dietz, J., Pardo, S.H., Furtado, D., Harzheim, E. & Furtado, A.D. (1998). Risk factors related to esophageal cancer in the Rio Grande do Soul. Rev. Assoc. Med. Bras. 44, 269-272.FAO/OMS (1995c). Procedimientos del Codex para la evaluación y gestión de riesgos: Aplicación de las recomendaciones del JECFA a las normas generales del Codex para aditivos y contami- nantes de los alimentos. CX/FAC 96/6, Manila.FAO/OMS (1995d). Ratificación de disposiciones que figuran en normas del Codex para los contaminantes. Comisión del Codex Alimentarius, 27 Reunión, La Haya. CX/FAC 95/10.FAO/OMS (1998). Informe de la 30 reunión del Comité del Codex sobre Aditivos Alimentarios y Contaminantes de los Alimentos. ALINORM 99/12, CL 1998/11-FAC, La Haya.FAO/OMS (1999). Informe de la 31 Reunión del Comité del Codex sobre Aditivos Alimentarios y Contaminantes de los Alimentos. ALINORM 99/12 A, CL 1999/4-FAC, La Haya.FAO/OMS, (2000). Informe de la 32 Reunión del Comité del Codex sobre Aditivos Alimentarios y Contaminantes de los Alimentos. ALINORM 01/12, CL 2000/10-FAC, Beijing. 197
  • 205. FAO/OMS (1996). Summary of evaluations performed by the joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives ( JECFA ). (First through forty-fourth) meetings.FAO/OMS (1997). Evaluation of certain food additives and contaminants. WHO Technical Report Series 868, WHO, Geneva.FAO/OMS (2004). Informe de la 36 Reunión del Comité del Codex sobre Aditivos Alimentarios y Contaminantes de los Alimentos. ALINORM 04/12, Rotterdam.FAO/OMS (2005). Informe de la 37 Reunión del Comité del Codex sobre Aditivos Alimentarios y Contaminantes de los Alimentos. ALINORM 05/12, La Haya.García Roché, M.O. (1995). Tóxicos originados por el procesamiento de alimentos. Pp. 317-346 En: Toxicología de los Alimentos. Coordinador: A.A. Silvestre, Ed. Hemisferio Sur, Buenos Aires-MontevideoMitjavila, S. (1990). Toxicología y seguridad de los alimentos. Ed. Derache R. Ediciones Omega, pp. 109-131.Pariza, M. (1982). Mutagens in heated foods. Food Technol. 36 (3), 53.Pearson, A.M., Gray, J.I., Wolzak, A.M. & Horenstein, N.A. (1983). Safety implications of oxidized lipid in muscle foods. Food Technol. 37(7), 121.Shibamoto, T. (1980). Heterocyclic compounds found in cooked meats. J. Agric. Food Chem.28 (2 ), 237.Shibamoto, T. & Bjeldanes, L. (1996). Introducción a la toxicología de los alimentos. Editorial Acribia, S.A., Zaragoza.Sugimura, T. y Nagao, H. (1979). Mutagenic factors in cooked foods. CRC. Critical Reviews inToxicology. pp. 189-209.Swientek, R.S. (1990). Diet, nutrition and health. Food Processing 51( 3 ), 30.Taylor, S.L. (1982). Mutagenesis vs. carcinogenesis. Food Technol. 36 ( 3 ), 65.Valle, P. y Lucas, B. (2000). Toxicología de Alimentos. Instituto Nacional de Salud Pública, Centro Nacional de Salud Ambiental, México D.F., pp. 1-260.Vidaurri - González, A., Valle Vega, P. y Nieto Villalobos, Z. (1988). Aspectos físicos, químicos y toxicológicos de la grasa de cerdo sobrecalentada. Resumen Rev. Soc. Quim. de Mex. 3 ( 5 ): 154.Wang, J.S. & Groopman, J.D. (1999). DNA damage by mycotoxicosis. Mutat. Res.424, 167-181.Walter, L.C. & Serbia, G.W. (1991). Safety aspects of frying fats and oils. Food. Technol. 45 (2), 84.198
  • 206. CAPÍTULO 14 Toxinas de origen marinoEyda Otero Fernández-Trevejo, Daymara Mosquera y Armando Bécquer Lombard Con excepción de la intoxicación por histamina, las intoxicaciones de origenmarino están relacionadas con toxinas producidas por dinoflagelados, algasunicelulares microscópicas integrantes del fitoplanctum marino y consideradaprimer eslabón de la cadena alimentaria, que sirven de alimento a otros organis-mos superiores como los moluscos filtradores, mariscos y peces herbívoros. Los dinoflagelados causan junto con las diatomeas, el fenómeno de la “ma-rea roja”, caracterizada por una discoloración que toman las aguas después delafloramiento de estos organismos en concentraciones que alcanzan aproximada-mente 1 millón de células por litro, que pueden llegar hasta 20 ó 40 millones encoloraciones muy intensas, producir diferentes tipos de toxinas y llegar al hombrea través de la cadena alimentaria. Alrededor de 300 especies fitoplanctónicas son capaces de desarrollar “ma-reas rojas”, pero solo unas 40 de ellas tienen la capacidad de producir potentestoxinas, la mayoría pertenecen al grupo de los dinoflagelados; aunque algunasfloraciones bentónicas como las productoras de ciguatotoxinas no causen preci-samente discoloración de las aguas. La coloración puede ser parda, rojiza o ver-dosa según el pigmento de las algas que le dio origen, y puede presentarse enforma de manchas, franjas u ocupar capas ligeras en la columna de agua. Diferentes factores provocan la multiplicación de las células y la aparicióndel fenómeno en los que desempeñan un papel fundamental las característicasgenéticas de la especie, que determina tanto la capacidad como el tipo de toxinasa producir. Se necesita determinada disponibilidad de nutrientes entre los quepueden mencionarse vitamina B12, biotina, tiamina, humus, N2 y O2. Otros facto-res implicados tienen un origen ambiental como el aumento de la disminución dela salinidad a valores entre el 15 y el 23 %, aumento de la luminosidad, de lastemperaturas de las aguas y su estratificación, que pueden ser provocadas porfenómenos naturales como: huracanes, ciclones, lluvias torrenciales, actividadvolcánica y terremotos. Estas condiciones favorecen la duplicación de la con-centración de las colonias entre 3 y 5 días. Pueden existir otras causas de origenandrópico como: explosiones submarinas, dragado, barcos hundidos, construc-ciones navales, destrucciones coralinas o desarrollo turístico (Fig. 14.1). 199
  • 207. Fig. 14.1. Situaciones que favorecen la aparición del fenómeno de las mareas rojas. Nuevas modificaciones de las condiciones climáticas favorecen la desapa-rición de la “marea roja”. Las altas concentraciones de microorganismos puedenconducir además al agotamiento de los nutrientes y el oxígeno en las aguas, loque trae como consecuencia su muerte en masa, así como la floración de otrasespecies dinoflageladas voraces de las que dieron origen al fenómeno.200
  • 208. CIGUATERA (CTX) La ciguatera fue descrita que existía en el océano Pacífico en el siglo XVII yen el Caribe al menos un siglo antes. En 1787 se publicó por primera vez untrabajo sobre los estragos que provocó el consumo de un pescado (Lutjanuscyanopterus), que aunque fresco y sin señales de enfermedad, causara este tipode envenenamiento. Es común de regiones tropicales y subtropicales, pero seextiende a diferentes regiones del mundo por el aumento de la comercializaciónde pescado. En 1995 se informó una incidencia anual de 50 000 personas poraño. Sus principales productores son Prorocentrum mexicanum identificado enla zona del Pacífico, y las especies Gambierdiscus toxicus y Prorocentrumconcavun, identificados en la zona del Caribe (Fig. 14.2).Fig. 14.2. A: Gambierdiscus toxicus Adachi y Fukuyo. B: Prorocentrum lima (Eh) Dodge. C:Prorocentrum belizeanum Faust. D: Prorocentrum concavum Faust. Los peces implicados en la trasmisión de esta enfermedad causada en elhombre pertenecen a la familia de los grandes predadores que habitan en losarrecifes, y que por su gran tamaño y peso pueden contaminar una cantidadconsiderable de personas. Entre ellas se conoce Sphyraena barracuda (picúa),Mycteroperca banaci (aguají), Mycteroperca tigris (bonací gato), Serioladimerili (coronado), Lydocontis javanicus (morena), Scomberomoruscommersoni (macarela), Caranx tallax (jurel), Lutjanus jocus (pargo jocú). Se considera que más de una toxina está implicada en los procesos deintoxicación como: ciguatotoxina, escariotoxina y maitotoxina, clasificadas todasen la familia de las ciguatotoxinas (CTXs), con características comunes. Laciguatotoxina es un compuesto poliéter y liposoluble, responsable de la enferme-dad a la cual se le ha fijado una DL50 de 0,45 µg/kg de peso corporal. De similarestructura es la escariotoxina, considerada un metabolito de la CTX, mientrasque la maitotoxina parece ser precursora de la CTX; todas son solubles en agua,inodoras e incoloras, tienen igual mecanismo de acción tóxica, son estables alcalor y a otros procesos de cocción y conservación como el salado y la congela-ción. Se plantea que actúa como un poro de sodio en las membranas nerviosas,permitiendo el paso de estos iones de manera pasiva, lo cual provoca unadespolarización de la membrana, aumentando la permeabilidad en las célulasnerviosas y el músculo estriado. Todos los ejemplares de una misma especie no son tóxicos, incluso aquellocapturados en una misma zona. La mayor concentración de las toxinas se 201
  • 209. encuentra en el hígado, donde sus concentraciones pueden ser decenas de vecesmayor que en el tejido muscular, aunque en este también se pueden acumularconcentraciones letales. Se supone que la ciguatera ocurre si se producen floraciones de especiesde G. toxicus genéticamente capaces de producir precursores de la CTX dentrode la cadena alimentaria. La teoría de la cadena alimentaria presume que lospequeños peces herbívoros -loros (Scaridae), barberos (Acanturidae) y ejempla-res de la familia Balistidae- se alimentan de algas y adquieren así la CTX, la cualse acumula en seguida en los grandes peces predadores y de ahí pasan al hom-bre. Investigaciones más recientes que han encontrado precursores de la CTXen cultivos de G. toxicus plantean la posibilidad de que estos compuestos seanmetabolizados de forma oxidativa en el pez, dando lugar a la CTX. Se considera que las toxinas de la ciguatera tienen efecto acumulativo, yaque las intoxicaciones tienen lugar casi siempre cuando el pescado consumidocorresponde a ejemplares de gran peso y talla, los cuales han estado expuestospor un tiempo mayor a la toxina a través de la alimentación. No obstante, enocasiones se aprecia toxicidad en ejemplares de menos de 2 kg de peso. Por otraparte, no todos los peces de la misma especie, capturados al mismo tiempo y enel mismo lugar, son tóxicos. No se ha encontrado tampoco diferencias entre elsexo y el grado de toxicidad de los pescados analizados. El Prorocentrum lima ha resultado ser la especie más abundante en aguascubanas, donde se observa estacionalidad, los meses de mayo a septiembre sonlos de mayor crecimiento. Estos datos coinciden con aumento de la incidencia deintoxicaciones por ciguatera y la abundancia de las especies tóxicas en los mesesde verano. Ante cambios bruscos ambientales las concentraciones de estos or-ganismos disminuye. Los síntomas que presenta esta enfermedad aparecen entre los 30 min y las30 h después de consumida la especie ciguata, se caracteriza e involucra a lossistemas digestivos y al sistema nervioso central. Los trastornos gastrointestinalesaparecen con diarreas, vómitos y dolores abdominales. El cuadro neurológicoaparece con trastornos sensoriales con sensación inversa de la temperatura, es-calofríos y prurito, parestesia de las extremidades y alrededor de la boca, artralgia,mialgia, debilidad, vértigo y pérdida del equilibrio, alucinaciones visuales y auditivas,convulsiones y parálisis muscular. En casos severos aparecen también trastor-nos de tipo cardiovasculares con: pulso lento, irregular o acelerado y reducciónde la tensión arterial. En gestantes afectadas se han observado movimientosfetales bruscos. Los síntomas neurológicos pueden tardar semanas, meses y en ocasionesaños en desaparecer. Esta intoxicación no confiere inmunidad, por el contrario,aumenta la sensibilidad, lo cual implica que intoxicaciones sucesivas suelen sermás agudas. Pueden reaparecer los síntomas por la ingestión de carnes comopollo u otras especies de pescados no tóxicos, e incluso por estrés o ingestión dealcohol. El porcentaje de mortalidad se considera bajo y menor que 1 %. Noexisten pruebas de laboratorio que confirmen el diagnóstico, este se basa en la202
  • 210. asociación de los síntomas con el consumo reciente de alguna especie ciguatareferida por el paciente. Tampoco se han descrito antídotos que puedan contra-rrestarla. El tratamiento es sintomático y se recomienda el uso de antihistamínicopara el prurito, analgésicos para la mialgia y atropina en caso de bradicardiasevera.INTOXICACIÓN NEUROTÓXICA POR MARISCO (NSP) Son responsables de este tipo de intoxicación alrededor de 9 toxinasestructuralmente relacionadas, denominadas brevetoxinas (BTXs), producidaspor Gymnodinium breve que han sido informadas en la Florida, Golfo de Méxicoy Nueva Zelandia. Las BTXs están divididas en 2 grupos, las del segundo grupo son las másrepresentativas. Son termoestables, solubles en solventes orgánicos e inestablesen cloroformo. Su carácter tóxico se manifiesta en concentraciones de 40 ìg/kgy se consideran 100 veces menos tóxicas que las ciguatoxinas. Se ha informadola muerte de peces por asfixia, relacionadas con floraciones de Gymnodiniumbreve, atribuida a la capacidad que poseen sus toxinas de romper los glóbulosrojos impidiéndoles el transporte de oxígeno. Se estima que las BTXs llegan al hombre a través del consumo de moluscosbivalvos que se hayan alimentado de algas de este género. Actúan estimulandolas fibras nerviosas colinérgicas posganglionales y los canales de sodio, inhibiendolas trasmisiones neuromusculares en el músculo esquelético. Los síntomas aparecen en las 3 primeras horas de consumidos los mariscostóxicos e incluye: vértigos, sensación de comezón en las extremidades, pupilasdilatadas, sensación inversa de temperatura y trastornos gastrointestinales. Ade-más, se han detectado irritaciones de las mucosas por exposición a los aerosolesde la “marea roja” de estos organismos. Las intoxicaciones por BTXs son de corta duración y rara vez implica lamuerte. No se conoce antídoto específico para estas toxinas, por lo que se reco-mienda extremar precauciones en caso de detectarse organismos o aves mari-nas muertos en masa, y establecer programas de monitoreo ambiental en zonasde pesca.INTOXICACIÓN DIARREICA POR MARISCOS (DSP) Los dinoflagelados involucrados en esta intoxicación pertenecen en su ma-yoría a los géneros Prorocentrum lima, ampliamente distribuido en el LejanoOriente, Europa y América del Sur, y la Halichondria okadai y Halichondriamelanodocia. Alrededor de 5 compuestos análogos derivados del ácido ocadaicose han aislado de estas especies. Son compuestos de tipo poliéter, lipofílicos y delargas cadenas carbonadas, resistentes al calor y a otros tratamientos de cocciónque se acumulan en los órganos digestivos de los mariscos. 203
  • 211. Su mecanismo de acción se desconoce, se piensa que sea similar a lasbrevetoxinas, teniendo en cuenta la similitud de sus estructuras químicas (poliéster),aunque no se observan efectos neurológicos. Los síntomas en el hombre aparecen entre los 30 min y algunas horas des-pués del consumo, solo en los casos más severos pueden permanecer por días, ypredominan las diarreas, dolores abdominales, vómitos y náuseas. Esta enfermedad no es fatal y tiene duración corta. La mayor incidencia debrotes ha involucrado gran número de personas en regiones asiáticas.INTOXICACIÓN POR SAXITOXINA O TOXINA PARALIZANTEDE LOS MOLUSCOS (PSP) La toxina productora de esta enfermedad fue aislada por primera vez delSaxidomus giganteus y llamada saxitoxina (STX). Otras especies involucradaspertenecen a los géneros Alexandrium, Gonyaulax, Protogonyaulax, Pyrodiniumy Gymnodinium. Existen más de 26 derivados de la saxitoxina, neosaxitoxinas ygonyautoxinas. Desde el punto de vista técnico la cuantificación de las toxinas deeste grupo es muy difícil, debido a su complejidad y gran número de derivadosquímicos. Son moléculas no proteicas derivadas de la tetrahidropurina, solublesen agua y metanol, pero escasamente soluble en etanol y ácido acético glacial einsoluble en solventes para grasas. Se consideran estables en medio ácido, perose descomponen fácilmente en medio alcalino. Pierde su toxicidad después deser tratada por ebullición durante 3-4 h a pH 3. Las STXs se distribuyen en el Pacífico Sudamericano y en el Atlántico, seacumulan en las glándulas digestivas de bivalvos como: mejillones, almejas, cholga,vieyras, ostras, etc., cuya concentración es proporcional a la cantidad dedinoflagelados ingeridos. Los mejillones tienden a eliminar la toxina rápidamente,mientras que las almejas adultas retienen el veneno en los sifones durante largosperíodos. Las toxinas de PSP afectan de forma selectiva el canal del sodio, a travésdel cual el movimiento de los iones hacia el interior de la célula no se efectúa.Los grupos guanidínicos de la molécula mimetizan al ion sodio con carga similary entran en la boca externa de la membrana donde se atascan, taponando porcompleto el canal con mucha efectividad; este hecho la convierte en una de lassustancias más tóxicas que se conocen, junto a la tetradotoxina. Se consideraque estas uniones se producen con un receptor de membrana muy cerca delorificio externo del canal de sodio, por atracción electrostática entre los cationes7, 8 y 9 guanidínicos, así como sitios aniónicos fijos de la membrana y por unioneshidrógeno que involucran los grupos hidroxilo del C14. Como consecuencia seimpide o bloquea el impulso nervioso, en término de minutos a horas después delconsumo de moluscos, lo cual provoca en el ser humano parálisis progresiva entodo el cuerpo, paro cardiorrespiratorio y la muerte de la persona. Las manifestaciones clínicas son predominantemente neurológicas. Los sín-tomas iniciales incluyen adormecimiento (parestesia) de la boca y las extremida-204
  • 212. des, acompañados de síntomas gastrointestinales, principalmente náusea y vómi-tos. Los casos graves presentan falta de coordinación al caminar (ataxia), ron-quera (disfonía), dificultad al tragar (disfagia) y parálisis de los músculosrespiratorios que producen paro respiratorio y muerte. La enfermedad es fatal en elevado número de casos y el pronóstico esreservado después de las 12 h de intoxicación. En la recuperación se observasensación de frío y fatiga, después, esta transcurre sin complicaciones ni secue-las duraderas. No se conoce antídoto. Se suele aliviar al paciente con tratamiento sintomático: provocar el vómitopara evitar en lo posible la absorción de la toxina; lavado gástrico con apomorfina;suministrar sustancias adsorbentes como el carbón activado; suministrar solucio-nes alcalinas donde la toxina se torna inestable; provocar diuresis con cloruro deamonio al 5 %; aplicar drogas anticurarizantes como la neostigmina unido a ven-tilación artificial y no aplicar digitálicos ni alcohol. Se recomienda no consumir estos moluscos (conchas, mejillones, ostras,etc.) mientras dure la presencia de la “marea roja”, hasta que las autoridadessanitarias levanten la alerta establecida. Al mismo tiempo, es fundamental man-tener adecuada educación sanitaria y ambiental para orientar sobre los efectosde la “marea roja” en los países de la región. En los países de la región -México y Centroamérica- con la presencia de lamarea roja se han encontrado niveles hasta de 500 µg de saxitoxinas (neurotoxinas)por cada 100 g de molusco, muy por encima de lo que indica la norma internacio-nal que establece 80 µg de saxitoxinas como límite máximo permitido por cada100 g de tejido de molusco. Estudios recientes demostraron que la toxina esproducida en dinoflagelados infectados por diferentes bacterias que producentoxinas del grupo paralizante. Los moluscos se alimentan por medio del filtradode hasta 70 L de agua por día; los dinoflagelados junto con sus toxinas quedanretenidos y se acumulan dentro de los bivalvos en cantidades nocivas para el serhumano. Uno de los problemas que tienen los científicos para detoxificar los maris-cos es que la tasa de eliminación de la toxina desde el marisco es pequeña, porello los productos pueden retener el veneno en su cuerpo durante semanas omeses; todo dependerá de la especie de marisco, de la estación del año, condi-ciones hidrográficas (temperatura y salinidad del agua de mar), entre otras con-diciones ambientales. En resumen, la toxina es difícil de eliminar, por eso es tanimportante certificar que los mariscos están libres de toxina. Se ha propuesto un mecanismo de detoxificación, que consiste en la aplica-ción de un reactivo químico a los mariscos contaminados para destruir la toxina,luego, si se analiza la toxicidad por bioensayo en ratón o técnicas analíticas comola cromatografía líquida (HPLC), se comprobaría que ya no está presente; estoevitaría la destrucción del marisco contaminado y permitiría explotar comercial-mente zonas que en la actualidad están cerradas por vedas. 205
  • 213. INTOXICACIÓN POR TETRODOTOXINA Esta toxina es trasmitida por peces de los géneros Tetrodontiae y Diodontiae,entre los que se encuentran el pez globo o fugu fugu, pez erizo, pez sol y tamboril,que consumen algas cubiertas con Alteromonas sp. Estas especies constituyen un plato favorito en Japón y China donde tam-bién es frecuente este tipo de intoxicación. Se ha reportado incidencia de 6 386casos en un período de 78 años con 59 % de muerte. Se ha calculado una letalidadaproximada del 11 % de los casos afectados; también se han detectados casosen la región Indo-Pacífico, océano Atlántico, golfo de México y golfo de California. La tetradotoxina (C11H17N3O8) es una molécula orgánica compleja de va-rios anillos enlazados con extremo guanidínico, pequeña, no proteica de PM 319,sustancia cristalina, fuertemente básica e insoluble en medio ácido, termoestabley neurotóxica. La LD50 en ratón es 1 µg/kg; en humano su toxicidad se calcula en1 000 UR. Se plantea que existe una relación entre el estadio gonadal y la toxicidad, yaque se hacen más peligrosos antes o durante la etapa reproductiva. Las mayoresconcentraciones de la toxina han sido encontradas en piel, hígado, ovarios e in-testino, por lo que se han desarrollado técnicas culinarias especializadas paraeliminar las partes contaminadas en los países de alto consumo. Su mecanismo de acción es muy parecido a la saxitoxina, bloquea los cana-les rápidos de sodio provocando despolarización de la membrana por su unión aun sitio vecino al receptor de la saxitoxina. Tiene efecto emético dado porestimulación de quimiorreceptores situado en la médula; relaja la musculaturalisa vascular y bloquea los axones de las células nerviosas simpáticas, sensoria-les y motoras. Los síntomas pueden aparecer dentro de las primeras 3 horas después deconsumido el alimento, aunque casi siempre aparecen antes de transcurridos losprimeros 45 min. Se describen letargo, parestesia, sensación de flotación,hipertensión, salivación, debilidad, ataxia y disfagia. En casos severos puede apa-recer parálisis ascendente, falla respiratoria, hipotensión, bradicardia y pupilasfijas. Esta enfermedad es fatal y su diagnóstico clínico se hace por antecedentesde consumo de especies portadoras de la toxina. Su tratamiento es sintomático yel diagnóstico es favorable si el paciente sobrevive a las primeras 18 a 24 horas,logrando resolverse después de varios días de tratamiento. Tampoco se conoceantídoto; su prevención es fácil porque se limita a algunas especies de pecesidentificados.INTOXICACIÓN AMNÉSICA POR MOLUSCOS (ASP) Las toxinas que producen la intoxicación amnésica son toxinasaminodicarboxílicas, conocidas como toxinas del ácido domoico. El ácido domoicoes un aminoácido soluble en agua y contiene 3 residuos ácido carboxílicos queunen metales. El ácido domoico produce una respuesta 100 veces más potente206
  • 214. que el ácido glutámico, es un neurotrasmisor natural del sistema nervioso centraly tiene la propiedad de unirse con alta afinidad a receptores de glutamato presen-tes en elevadas concentraciones en las neuronas del hipocampo, siendo las res-ponsables del procesamiento de la memoria. La intoxicación por toxinas amnésicasproduce la entrada de calcio a las neuronas del hipocampo y, eventualmentecausa su destrucción, así como la pérdida de memoria de corta duración yneurodegeneración irreversible. Este tipo de intoxicaciones, además de alterarlos procesos de la memoria y orientación, produce trastornos como: náuseas,vómito, diarrea, cólicos abdominales, dolor de cabeza, secreción bronquial, difi-cultad respiratoria y pérdida del equilibrio. La conducta que se debe seguir eshacer un análisis químico del alimento ingerido en las últimas 24 h, para detectarel ácido domoico presente e indicar tratamiento sintomático, ya que no existe unoespecífico. No se conoce con exactitud porqué los dinoflagelados producen toxinas queafectan al hombre. Se cree que existen varios factores ligados a estos, como laproducción de metabolitos secundarios, la simbiosis con bacterias, la ventaja se-lectiva que tienen estas especies, las reservas de nitrógeno, la producción debioluminiscencia, expresión de mecanismos de defensa, o bien, como competen-cia con otras especies fitoplanctónicas.INTOXICACIÓN POR AMINAS BIÓGENAS Las aminas biógenas son derivadas de aminoácidos y su presencia en ali-mentos constituye un indicador de deterioro, sin embargo no siempre está vincu-lada con variaciones de las características organolépticas del producto, por loque pueden acumularse elevadas concentraciones en pescados, sin signos per-ceptibles de deterioro. La histamina es un componente natural del cuerpo que está relacionada conel desarrollo de reacciones alérgicas, sin embargo, cuando se ingiere a través delos alimentos puede llegar a ser peligrosa y provocar una intoxicación química.Otras aminas aparecen casi siempre en concentraciones variables como son latiramina, serotonina, isoamilamina y fenetilamina. La formación de histamina yotras aminas biógenas está definida por la multiplicación de bacterias proteolíticasque forman parte de la flora normal del pescado presentes en la piel, agallas eintestino. Los microorganismos pueden ser grandes productores de histamina(=100 mg/100mL): Proteus morganii, Klebsiella pnemoniae y Enterobacteraerogenes. Una producción moderada se considera menor que 25 mg/100mLen: Hafnia alvei, Citrobacter freundii y E. coli. Productores de histamina abajas temperaturas (4-15 oC) y en presencia de sal son Vibriones halófitos yPhotobacterium de interés tecnológico. Como productor en condiciones aerobiasy 30 oC de temperatura se ha considerado C. perfringes. La inducción de enzimas descarboxilantes se favorece a pH ácido (entre2,5 y 6,5, con un máximo de producción alrededor de 5); cuando el pH llega a 8se favorece la acción de las histaminasas bacterianas, se observa disminución de 207
  • 215. la histamina, hecho que ocurre en los meses finales del proceso de curado. Tem-peraturas por debajo de 5 oC y por encima de 60 oC inhiben su formación. Losalimentos más susceptibles son los pescados que pertenecen a las familiasScomberosocidae y Scombridae: atunes, caballa, etc.; en general los denomina-dos de carne roja, mientras que en los denominados de carne blanca solo se handetectado vestigios de histamina libre. También se ha encontrado en quesos y vinos. Los síntomas de una intoxica-ción muchas veces pasan inadvertidos o pueden aparecer calor, congestión, sen-sación de prurito en el rostro y acción secretora de glándulas excitadas comolagrimeo y salivación. Si la intoxicación es moderada se puede presentar ciano-sis, aturdimiento por hipotensión, cefaleas, palpitaciones, sensación de ahogo ytrastornos digestivos como vómitos, diarreas, náuseas y micciones. En los casos más graves pueden aparecer otras manifestaciones cutáneascomo hipotemia, urticaria general y edema de las extremidades, trastornos respi-ratorios, digestivos, circulatorios y trastornos mayores como postración,vasodilatación capilar congestiva (cutánea y visceral) y ansiedad profunda. Laenfermedad tiene un período de incubación corto. Los síntomas se manifiestande manera inmediata o en pocas horas después de ingerido el alimento. La seve-ridad de los síntomas varía en dependencia de la cantidad de histamina ingerida yla susceptibilidad individual del paciente. Casi siempre es más alarmante quegrave y el paciente mejora de forma espontánea unas horas después.BIBLIOGRAFÍA Hallegraeff G.M., Anderson D.M., Cembella A.D. (1995). Manual of Harmful Marine Microalgae. Intergovernmental Oceanographic Commission (UNESCO): 565pp. Sar E.; Ferrario M.E, Reguera B. (2002). Floraciones Nocivas en el Cono Sur Americano. Instituto Español de Oceanografía, Vigo, España, 311 pp. Vargas-Montero M., Freer E. (2002). Descripción morfológica y ultraestructural de floraciones algales nocivas en el Golfo de Nicoya, Costa Rica y su impacto en la salud. Rev Cost de Ciencias Médicas 23. John U., Quilliam M.A., Medlin L., Cembella A. (2000). Spirolide production and photoperiod dependent growth of the marine dinoflagellate Ale-xandrium ostendeldii. Proccedings of Harmful Algae Blooms, Ninth Conference Tasmania, Australia, 234pp. Karnovsky M.J. (1965). A formaldehyde-glutaraldehyde fixative of high osmolarity for use in electrón microscopy. Jour of Cell Biol 27:137A. Hargraves P., Víquez R. (1981). The dinoflagellates red tide in Golfo de Nicoya, Costa Rica. Rev. Biol. Trop 29(1):31-38. Hargraves P., Víquez R. (1985). Spatial and temporal distribution of phyto-plankton in the Gulf of Nicoya, Costa Rica. Bull. Mar. Sci 37:577-585. Mata L., Abarca G., Marranghello L., Víquez R. (1990). Intoxicación paralítica por mariscos (IPM) por Spondylus calcifer contaminado con Pyrodinium bahamense, Costa Rica, 1989- 1990. Rev. Biol.Trop 38: 129-136. Whyte J. N., Haigh N., Ginther G., Keddy J. (2001). First record of blooms of Cochlodinium sp. (Gymnodiniales, Dinophyceae) causing mortality to aquacultured salmon on the west coast of Canada. Phycologia. 40: 298-304. Fukuyo Y, Takano H, Chihara M. et al. (1990). Red Tide Organisms in Japan. Uchida, Japan, pp.405. Gusmán H.M., Cortés J., Glynn P.W., Richmond R.H. (1990). Coral mortality associated with dinoflagellate blooms in the eastern Pacific (Costa Rica and Panamá). Mar. Ecol. Prog. Ser 60:209-303.208
  • 216. 209
  • 217. CAPÍTULO 15 Protección sanitaria de alimentos. Métodos de trabajo en Higiene de los Alimentos Ángel E. Caballero Torres y Marta Cardona Gálvez La planificación y desarrollo de un programa de protección sanitaria de losconsumidores de alimentos requiere la identificación de las actividades que de-ben ser incluidas y priorizadas en el programa, con la finalidad de obtener elmayor beneficio posible con un mínimo de recursos humanos y materiales. Para garantizar la protección sanitaria de los consumidores es necesaria lacorrespondencia entre la política de inocuidad de los alimentos y el estado desalud de la población, así como la eficacia de las actividades del control sanitariode los productos alimenticios. Por tanto, debemos trabajar con los factores direc-tamente relacionados con la protección de los alimentos, la capacitación de ge-rentes o controladores de alimentos, la educación sanitaria de los manipuladores,así como la formación y control de las autoridades de salud responsabilizadascon estas actividades, además de la importante participación de los consumido-res de alimentos en su propia protección.MÉTODOS DE TRABAJO EN HIGIENE DE LOS ALIMENTOS La protección sanitaria de los alimentos es responsabilidad del Ministerio deSalud Pública como rector de la salud de la población, aunque la ejecución deestas actividades necesariamente es multisectorial y multidisciplinaria. La acción más importante que deben realizar las autoridades sanitarias esla convocatoria a todos los sectores que pueden participar en la protección dealimentos, para ser informados sobre el comportamiento de la misma y las actua-ciones que debe realizar para elevar la calidad sanitaria de los productos alimen-ticios. Entre los sectores que deben participar se encuentran los organismos pro-ductores, tanto de la producción primaria como en los procesamientos industria-les, entidades que controlan la calidad, comerciantes y diferentes organizacionesdonde se representan a los consumidores. La autoridad sanitaria debe trabajarcon todos, para elevar el nivel de calidad sanitaria de los alimentos de lapoblación. 211
  • 218. INSPECCIÓN SANITARIA Es el conjunto de acciones que realiza la autoridad sanitaria en toda la cade-na alimentaria, con el objetivo de garantizar la inocuidad de los alimentos y evitarafectaciones al medio en que se encuentran. Forman parte de la inspección sani-taria las actuaciones siguientes: inspecciones a los establecimientos de alimen-tos, evaluaciones sanitarias de alimentos, el control de los contaminantes químicosy biológicos, el estudio, control y prevención de las ETA, la educación sanitariade manipuladores, capacitación sanitaria de administradores y gerentes, entreotras. Inspección sanitaria de establecimientos de alimentos. Se debe eje-cutar sobre la base de una guía que incluya los aspectos estructurales, abasteci-miento de agua, disposición de residuales líquidos y sólidos, control de vectores ytodos los relacionados con las etapas del procesamiento de los alimentos que serealizan en el establecimiento. Debe tener como estrategia la prevención y la intención de sumar todos losesfuerzos posibles para la protección sanitaria de los alimentos a través de laeducación sanitaria. La prevención debe tener como base la identificación de los peligros sanita-rios que puedan razonablemente presentarse en relación con los alimentos, ladeterminación de dónde y cómo combatir los peligros, así como controlarlos. Las observaciones de las condiciones higiénico-sanitarias de un estableci-miento constituyen la principal fuente de información para señalar las deficien-cias existentes, y dictar las medidas para superarlas y prevenirlas, por lo cual esnecesario que el inspector posea el adiestramiento técnico que le permita detec-tar los problemas existentes y pueda formular sus posibles soluciones. Estasactividades deben estar fundamentadas en las normas vigentes. El inspector o controlador de la calidad sanitaria de los productos alimenti-cios considerará todos los aspectos de los 3 elementos que participan en unestablecimiento de alimentos: alimentos (antecedentes de las etapas previas desu cadena alimentaria, el flujo del proceso del alimento y sus etapas posteriores),ambiente (todos los elementos estructurales y organizativos del establecimientoy su entorno) y el hombre (manipuladores, controladores y administrativos). En el anexo de este capítulo se presenta un ejemplo de guía para la inspec-ción de los establecimientos de alimentos. Existen países donde el inspector o controlador de la calidad sanitaria de losalimentos tiene la responsabilidad de indicar la forma de evitar los problemassanitarios, mientras que en otros, solo están en la obligación de plantear las viola-ciones sanitarias encontradas. En nuestro medio debe señalar los problemas ylas metas para su solución en un período prudencial, corresponde a las adminis-traciones de los establecimientos de alimentos la búsqueda y aplicación de lasmedidas para solucionar el problema. La relación de trabajo con el equipo administrativo o de dirección de losestablecimientos de alimentos es muy importante para lograr que estos ejecuten212
  • 219. correctamente las acciones necesarias y cumplir las medidas sanitarias orienta-das. Este propósito se alcanza si se consideran los aspectos siguientes:− Todos deben aceptar la actividad del inspector como la autoridad sanitaria que es, con sus facultades otorgadas por la legislación vigente y responsabilidades inherentes a su trabajo.− Los intercambios de informaciones y el desarrollo de las actividades de ins- pecciones son mejores y más efectivas en un ambiente distendido y de com- prensión mutua, al tiempo de buscar la máxima protección para los alimentos.− Un buen inspector o controlador deberá buscar la colaboración sincera de los administrativos y manipuladores para facilitar su trabajo. Debe tener presente que será más respetado por su labor educativa que por las sanciones que imponga.− Las explicaciones con un respaldo técnico son muy buenas armas para lograr que administrativos y manipuladores cooperen en la protección sanitaria de los alimentos. La ocurrencia de brotes o casos esporádicos de ETA, así como las contaminaciones detectadas en alimentos deben ser explicadas sobre bases objetivas que también ayudarán a comprender los motivos de las medidas sanitarias. Métodos de trabajo:− Las inspecciones sanitarias a los establecimientos de alimentos. Deben ser planificadas en correspondencia con el cuadro de salud de la población.− Las reinspecciones deben tener un seguimiento en un grupo de inspecciones para la continuidad del proceso de exigencia sanitaria de una forma conse- cuente, durante un período determinado que generalmente es de un año. En las reinspecciones se verifican el cumplimiento de las medidas orientadas y se valora la presentación de nuevas dificultades.− El muestreo de alimentos para investigaciones en los laboratorios es una de las actividades que se realizan en la higiene de los alimentos, y se puede ejecu- tar como parte de la vigilancia de los contaminantes químicos y biológicos en alimentos, en el estudio de brotes de ETA y en la evaluación de un producto alimenticio en conflicto sanitario. Siempre serán dependientes las acciones del muestreo con el resultado de las inspecciones y con estas, los resultados de las investigaciones de los laboratorios para diagnosticar correctamente el estado sanitario de los alimentos.− Decomisos. Es el acto de separar todo o parte de los productos alimenticios que por su mala calidad sanitaria puedan ocasionar daño a la salud del hom- bre. Son acciones sanitarias que se realizan para evitar afectaciones en la salud de los consumidores debido a contaminaciones o alteraciones en los productos alimenticios. La decisión de un decomiso, siempre debe tener como base el resultado de la correcta evaluación sanitaria de los alimentos.− Educación sanitaria. Puede ser individual o colectiva. Entre las más impor- tantes acciones que se realizan en la protección sanitaria de la población está la actividad educativa, pues el efecto de las actividades educativas es mucho más duradero y efectivo que el de las acciones represivas. 213
  • 220. − Exámenes médicos del personal manipulador: deben ser preempleo, así como de manera periódica o cuando por razones clínicas o epidemiológicas se sos- peche que el trabajador sea portador de una enfermedad trasmitida por los alimentos, ejemplo, fiebre tifoidea. Evaluación sanitaria de los alimentos. Es el conjunto de acciones querealizamos para conocer la aptitud para el consumo de un alimento. Es necesario tener la total identificación del alimento y de los estableci-mientos que tiene relación con él, sus antecedentes e historia actual, el resultadode una correcta inspección y los resultados de las investigaciones de laboratoriospara emitir el diagnóstico definitivo, y orientar el destino final del producto quepodrá ser: liberación para su consumo normal, dirigir su consumo con el cumpli-miento de determinadas condiciones de procesamiento o con restricciones paradeterminados grupos de poblaciones, aprovechamiento parcial, decomiso por arrojoo desnaturalización o incineración u otros. El cumplimiento total y correcto deestas medidas son responsabilidades del inspector actuante, por lo cual debeexigir y hacer cumplir el procedimiento necesario para evitar el posible uso deproductos decomisados.Anexo. Ficha de clasificación higiénica del establecimiento: clasificación general BRMCondiciones higiénicas ClasificaciónAspectos estructurales BRMAgua BRMCantidad BRMCalidad BRMResiduales líquidos BRMResiduos sólidos BRMDel proceso con alimentos BRMBasura BRMVectores BRMMoscas BRMRoedores BRMCucarachas BRMLimpieza y desinfección BRMEquipos BRMUtensilios BRMLocal BRMManipuladores BRMHábitos BRMPresencia BRMEducación sanitaria BRMAlimentosRecepción BRMCalidad de materias primas BRM214
  • 221. Continuación anexoCondiciones higiénicas ClasificaciónAlmacenamiento BRMRefrigeración BRMCongelación BRMProceso de_________________ BRMProceso de_________________ BRMProceso de_________________ BRMProceso de_________________ BRMProceso de_________________ BRMProceso de_________________ BRMProceso de_________________ BRMProceso de_________________ BRMProceso de_________________ BRMProceso de_________________ BRMFecha____________________Confeccionado por___BIBLIOGRAFÍAFAO. (1984). Manual de inspección de los alimentos. Estudio FAO: Alimentación y Nutrición. 14/5. Roma.Jay, J. (1991). Ecología microbiana de los alimentos 1. ICMSF.Puerto Quintana del C. (1976). Higiene del Medio Tomo II. La Habana. 215
  • 222. CAPÍTULO 16 Enfermedades trasmitidas por alimentos Tamara Díaz Lorenzo, Ángel E. Caballero Torres y Jorge R. Díaz Fernández Las enfermedades se clasifican en trasmisibles y no trasmisibles. Entre lasprimeras se encuentran las enfermedades trasmitidas por alimentos (ETA). Para comprender la presentación de las ETA es necesario recordar lasdefiniciones básicas de la epidemiología de las enfermedades trasmisibles, quese caracterizan por tener un agente causal que se trasmite de un animal o perso-na a un hospedero susceptible. En la trasmisión de las enfermedades participan 3 elementos que reciben elnombre de tríada ecológica: el agente causal, el ambiente o vía de trasmisión y elhospedero susceptible. De acuerdo con el criterio del doctor Pedro Rodríguez, podemos señalarlas definiciones siguientes en relación con la cadena epidemiológica o cadena detrasmisión de las enfermedades. Habitualmente utilizaremos un esquema con 6eslabones, donde se añade el reservorio, así como la puerta de entrada y salida(fig. 16,1):Fig. 16.1. Cadena epidemiológica de enfermedades trasmisibles.− Agente (agente biológico, agente infeccioso). Microorganismo (virus, Rickettsia, bacteria, hongo, protozoario o helminto) capaz de causar infección o enferme- dad infecciosa.− Reservorio (de agentes infecciosos). Hombre o animal donde normalmente vive y se multiplica un agente infeccioso, y del cual depende para su supervi- vencia y donde se reproduce de manera que pueda ser trasmitido a un hués- ped susceptible, perpetuarse. Los enfermos y portadores son reservorios de agentes infecciosos.− Puerta de salida. Sitio o lugar del reservorio por donde el agente infeccioso sale al ambiente (fosas nasales, boca, ano, etc.).− Vía de trasmisión. Pone en contacto el reservorio con el huésped susceptible (el enfermo o portador con el sano).216
  • 223. − Puerta de entrada. Sitio o lugar del huésped susceptible por donde penetra el agente infeccioso. No necesariamente coincide con la puerta de salida.− Huésped susceptible. Persona o animal en circunstancia naturales es capaz de alojar un agente infeccioso, para los efectos prácticos trata de personas o animales sanos, que cuando alojan el agente se convierten en reservorios. También algunos incluyen otros elementos como la fuente de infección, lafuente de contaminación y el vehículo de salida:− Fuente de infección. Elemento inanimado de la cual el agente infeccioso pasa al huésped susceptible. Aquí no se perpetúa (ejemplo, agua contaminada, ali- mentos contaminados).− Fuente de contaminación. Lo que contamina a la fuente de infección, en las enfermedades de trasmisión digestiva (ejemplo, el agua de albañal contamina el agua de tomar).− Vehículo de salida. Secreciones o excreciones del organismo que transportan al agente biológico desde el organismo hasta el ambiente (ejemplos, heces fecales en el cólera, saliva en la rabia).− La enfermedad trasmisible. Tiene como causa determinante a un agente que debe poder pasar (trasmitirse) de una persona o animal enfermo o infectado a un huésped susceptible sano. La clasificación más práctica de las enfermedades trasmisibles es la quetoma como base el modo más frecuente de esa trasmisión, es decir, enfermeda-des que se trasmiten fundamentalmente por la vía:− Digestiva: enfermedades diarreicas agudas, fiebre tifoidea, cólera, hepatitis A.− Respiratoria: infecciones respiratorias agudas, tuberculosis pulmonar, saram- pión.− Contacto de piel y mucosas: blenorragia, sífilis, SIDA, leptospirosis, rabia.− Vectores (artrópodos y roedores): paludismo, dengue.− No bien precisada o determinada: lepra. En el amb