S. aureus: Evaluación de riesgo en empanadas de carne picada con bajo contenido de sodio

1. Staphylococcus aureus : Evaluación de riesgo en empanadas
de carne picada con bajo contenido de sodio 1
Acosta, A.C.; Raimondo, D.; Roncatti, C.; Witt, M.
Resumen
Se evaluó el riesgo de desarrollo de S. aureus asociado a la reducción de sodio en empanadas de carne picada lista para
consumo con concentración de sodio de 2,5% (Muestra 1) y se lo comparó con el mismo producto con concentración de
sodio de 0,5% (Muestra 2). Se utilizó el Pathogen Modeling Program, herramienta de la Microbiología Predictiva para
determinar el umbral de peligrosidad en el producto, o rango de tiempo en horas para que el desarrollo de S. aures no
exceda el máximo permitido de 100UFC/g según lo prescribe el CAA. Se obtuvieron también los datos del tiempo de
generación o duplicación, período de latencia y de la velocidad de crecimiento. Los parámetros de temperatura (14°C),
pH (6,5) y tiempo de consumo del alimento (36 horas) fueron iguales para ambas muestras. Para la muestra 1, el umbral
de peligrosidad se alcanzó a las 62,2 horas; mientras que para la muestra 2, el tiempo requerido para alcanzar un nivel
de 100UFC/g fue de 90,6 horas. También se determinó que la T crítica de transporte y distribución para alcanzar el nivel
de 100UFC en las 36 horas es de 17ªC. Finalmente se concluyó que el producto con 0,5 % de sodio no presenta riesgo
para la salud debido a que se consume dentro de las 36 horas de elaborado.
Palabras clave: S. aureus; Microbiología Predictiva; reducción de sodio, umbral de peligrosidad
Abstract
Staphyloccocus aureus: Risk assessment in low-sodium minced meat
empanadas 2
In this paper the risk of S. aureus growth in low-sodium (2,5%) minced meat empanadas ready for consumption
(Sample 1), compared to that of the same product with a sodium concentration of 0,5% (Sample 2) was assessed.
The Pathogen Modeling Program, a Predictive Microbiology tool, was applied to determine the hazardous
threshold or growth boundary in hours to reach the maximum concentration permitted which the Argentine Food
Code prescribed as 100UFC/g. Lag phase duration, generation time and growth rate values were also obtained.
Parameters of temperature (14°C), pH (6,5), and consumption time (36hours) were the same for the two samples.
The results for the low-sodium concentration sample showed that under said conditions, S. aureus would reach
a concentration of 100UFC/g in 62.2 hours; while the time needed for the bacterium in sample 2 would be 90,6
hours. Also, it was determined that the critical transportation and distribution temperature for reaching a
concentration of 100UFC in 36 hours was 17ªC. Finally, it was concluded that the low-sodium product would not
pose a risk to health since it is consumed within 36 hours far below the time required for reaching the maximum
bacterium concentration permitted.
Keywords: S. aureus, Predictive Microbiology; low-sodium, hazardous threshold
1) Trabajo Práctico Final para la materia Bromatología y Tecnología de los Alimentos, Carrera de Nutrición a Distancia, Facultad de Medicina,
Fundación Barceló. Profesora Dra. M. C. Degrossi
2) Empanada is a typical Argentine dish, consisting of a baked or fried pastry turned over and filled with minced meat, onion, raisings, olives and
spices
INTRODUCCIÓN
La sal ha sido utilizada desde hace milenios por
distintas razones funcionales. La sal tiene intensifica la percepción de otros sabores, ya
importante impacto en la inocuidad de los sea reduciendo el sabor amargo y el dulce,
alimentos, inhibiendo la multiplicación de balanceando el sabor amargo y el ácido, dando
microorganismos patógenos. Además de este intensidad al sabor umami, y tiene capacidad como
efecto conservante, la sal cumple diversos roles resaltador del sabor sin aportar astringencia o
funcionales afectando por ejemplo la textura y el sabor metálico.
aspecto de los alimentos, la regulación de la Pero la sal también es la principal causa de la
actividad fermentativa y enzimática y la retención hipertensión arterial en niños y adultos. En
de humedad. Argentina, la hipertensión arterial es muy frecuente
El efecto de la sal en el sabor de los alimentos (1 de cada 4 argentinos es hipertenso) y el
depende de diversos factores y no sólo aporta su consumo de sal promedio es exorbitante. La
sabor salado sino que también modifica o hipertensión es la causa número 1 de muerte en

2. nuestro país y nuestra población tiene un altísimo cantidades de bióxido de carbono; en condiciones
consumo de sal con un promedio de 12 grs/día, de anaerobias, el producto principal de la fermentación
los cuales el 70% proviene de los alimentos es el ácido láctico.
procesados. En los niños mayores de 5 años el Las enterotoxinas producidas por S. aureus son
consumo es mayor a 6gr/día y aumenta con los proteínas de peso molecular entre 28.000 e 35.000
años. La Organización Mundial de la Salud OMS daltons, imunológicamente distintas, con
recomienda reducir el consumo de sal, en el caso características de resistencia al calor y de
de los adultos a 5gr por día, equivalente a 2000 mg hidrosolubilidad. Las toxinas se denominan A, B,
de sodio. Esta recomendación se basa en el C1, C2, C3, D, E y TST (Toxic Shock Toxin). De
impacto directo que tiene la sal en la hipertensión ellas, solamente la TST no está relacionada a
arterial y en las preocupantes consecuencias que intoxicaciones alimentarias, mientras las toxinas A
el alto consumo de sal tiene para la salud. y D son las que, con más frecuencia se asocian.
La disminución de 3 gr. de la ingesta diaria de sal Las temperaturas de crecimiento se sitúan entre
de la población evitaría en nuestro país cerca de los 7°C y los 47,8°C, con la temperatura óptima de
6000 muertes por enfermedad cardiovascular y 37oC, y la formación de enterotoxinas ocurre a
ataques cerebrales, y aproximadamente 60.000 temperaturas entre 10 y 46°C , con una
eventos cada año. Según la OMS la reducción del temperatura óptima para su producción en la franja
consumo de sal es una de las estrategias más de los 40 a 45°C. La multiplicación y producción de
costo-efectivas para prevenir el grupo de toxinas en este rango de temperaturas depende de
Enfermedades Crónicas No Transmisibles (ECNT) la calidad del substrato, la temperatura del
que incluyen las enfermedades cardiovasculares, alimento, su actividad acuosa, la concentración
el cáncer, la diabetes, entre otras. salina, el pH del alimento, etc.
Desde fines del año 2011 tienen vigencia La mayoría de las cepas de Staphylococcus crece
convenios entre la industria y los Ministerios de en la franja de pH 4,5 a 9,3, y el valor de pH más
Salud y de Agricultura de la Nación para la adecuado para la producción de toxina se sitúa en
reducción gradual de sodio en alimentos la franja de neutralidad.
procesados, incluyendo las siguientes categorías La intoxicación se produce por el consumo de
de alimentos: Quesos, Sopas y Caldos, alimentos en los que se ha multiplicado S. aureus
Farináceos, Productos Cárnicos y Chacinados. enterotoxigénico (cepas productoras de coagulasa
Pero la reducción de sal en alimentos procesados y y termonucleasa) y ha producido toxinas en el
de consumo masivo plantea la cuestión de la propio alimento
inocuidad, y potencial desarrollo de El S. aureus es el patógeno relacionado a ETA que
microorganismos patógenos, porque la sal posee la capacidad de crecer en el más amplio
prolonga el período de almacenamiento de los rango de aw (0,83 a 0,99) en condiciones aeróbicas
alimentos envasados y tiene impacto en los y cuando las demás condiciones se aproximan al
procesos de elaboración y características óptimo. La producción de enterotoxina es posible a
organolépticas. Uno de estos microorganismos es partir de una aw de 0,86, siendo la óptima 0,99
S. aureus. El nivel mínimo de S.aureus para producir
suficiente cantidad de toxina es de 10 6 /g que se
Staphylococcus aureus alcanzan con facilidad si los alimentos una vez
elaborados no se mantienen a temperaturas
Staphylococcus aureus pertenece al género adecuadas (o refrigeración o por encima de 60ºC)
Staphylococcus de la familia Micrococcaceae. Son o bien si se almacenan durante demasiado tiempo.
cocos gram positivos de 0,5 a 1um de diámetro Sin embargo la FDA, establece que una cantidad
inmóviles aerobios y anaerobios facultativos, no de Staphylococcus aureus patógeno, en el que se
forman esporas y generalmente no están encuentren 105 UFC/g de alimento, provoca
capsulados. intoxicaciones y que un nivel basal de
Las colonias de S. aureus tienen color amarillo aproximadamente un nanogramo de toxina
dorado característico (se ahí su nombre) debido a estafilocóccica por gramo de alimento, es suficiente
la producción de carotenoides durante su para causar síntomas asociados con la intoxicación
crecimiento. antes mencionada
Su metabolismo es oxidativo/fermentativo, es Puede ocurrir que no se detecte S. aureus en un
catalasa-positivo y puede metabolizar una gran alimento, que el número detectado sea pequeño y
variedad de carbohidratos en condiciones que, sin embargo, exista cantidad detectable
aeróbicas, con la subsecuente liberación de ácido, suficiente de enterotoxina estafilocócica. En este
principalmente ácido acético con pequeñas caso, los microorganismos que originaron la toxina

3. (S. aureus enterotoxigénico) han ido descendiendo pruebas de laboratorio) conocidos como los
en número e, incluso, desapareciendo, mientras “modelos predictivos” en software para describir
que la toxina, por su mayor resistencia, permanece gráficamente esta respuesta. En el desarrollo de
en el alimento. Por ello, el control exclusivo de la productos, los modelos predictivos pueden permitir
presencia de la bacteria no es suficiente, sobre al productor evaluar la inocuidad y estabilidad de
todo si el alimento se ha cocinado previamente. una nueva formulación e identificar aquellas que
Esta bacteria coloniza la piel de los animales, pero determinen la vida de anaquel deseada.
también de las personas, así como en su garganta Para determinar el nivel de S. aureus que se podría
y fosas nasales, hasta el punto que la casi totalidad alcanzar en el producto con una concentración
de la población humana podrá ser portadora del máxima de sodio de 0,5%, pH de 6,5, temperatura
microorganismo a lo largo de su vida. Por ello, la de 14°C y plazo máximo de consumo se procedió a
probabilidad de contaminar los alimentos es muy la aplicación de modelos predictivos en el
alta microorganismo patógeno S. aureus para este tipo
Síntomas: Intoxicación estafilocócica de alimento, recurriendo a las estimaciones de
(estafiloenterotoxicosis; estafiloenterotoxemia) es crecimiento del programa Pathogen Modelling
el nombre de la enfermedad causada por la Program (PMP) ), desarrollado por el Eastren
enterotoxina. Produce una intoxicación muy aguda Regional Research Center del Departamento de
que puede aparecer dependiendo del huésped, Agricultura de Estados Unidos (USDA), disponible
entre las 2 y 12 horas después de la ingestión de la en: http://ars.usda.gov/Services/docs.htm?
toxina que genera el patógeno. Provoca náusea, dosid=6796
vómito, sensación de angustia, cólico abdominal y El PMP es un conjunto de los modelos que se
postración vómitos, aunque no fiebre. Es una pueden utilizar para predecir el crecimiento y la
intoxicación leve y desaparece en 24 horas. inactivación de las bacterias transmitidas por los
Los alimentos mas asociados con los brotes de alimentos, principalmente los patógenos, en
intoxicación alimentaria son los que presentan alto diversas condiciones ambientales. Estas
contenido proteico y de carbohidratos: carnes y predicciones son específicas de ciertas cepas
derivados; aves y derivados del huevo; ensaladas bacterianas y ambientes específicos (por ejemplo,
con huevos, atún, pollo, papa y pastas; productos medios de cultivo, alimentos, etc.) que se utilizaron
de panificación como pasteles rellenos con crema, para generar los modelos. La precisión de estas
tortas de crema, además de leche cruda y predicciones no se puede garantizar para otras
productos lácteos y en general los alimentos cepas de bacterias o ambientes, sin estudios de
preparados no procesados. Los alimentos que validación adecuados.
requieren más manipulación durante la preparación Esta aplicación de la microbiología predictiva se
y después se mantienen en temperaturas diseñó como una herramienta de
inadecuadas están frecuentemente asociados a la investigación e instrucción para la
intoxicación estafilocócica. estimación de los efectos de múltiples
Un factor importante en los alimentos es el pH, así variables sobre el crecimiento, la
por ej., en el caso de la mayonesa el pH es lo inactivación o la supervivencia de los
suficientemente bajo para inhibir el desarrollo de S. patógenos transmitidos por los alimentos.
aureus, pero al diluirse y neutralizarse en una La mayoría de los modelos se basan en
ensalada el pH sube como para permitir el gran cantidad de datos experimentales del
desarrollo del microorganismo. comportamiento microbiano en medios de
cultivo microbiológicos (caldos). No existe
DESARROLLO garantía alguna que los valores
En este trabajo se analizó específicamente si al pronosticados coincidirán con los que se
reducir el contenido de sal de un producto tipo producen en cualquier sistema de alimentos
empanada de carne picada fabricada por la específico.
empresa Los Baguales no se excedía el límite de
concentración máxima de S. aureus estipulados
por las regulaciones vigentes. Para ello se recurrió Modelos de superficie de respuesta para los
a una herramienta de la Microbiología Predictiva efectos de la temperatura, el pH, cloruro de sodio y
La Microbiología Predictiva es una descripción de en el crecimiento aeróbico y anaeróbico de
la respuesta de los microorganismos a condiciones Staphylococcus aureus:
ambientales particulares tales como temperatura,
pH y actividad de agua. Utiliza modelos Se evaluó el riesgo de desarrollo de S. aureus en
matemáticos (construidos a partir de datos de empanadas de carne picada lista para consumo
con concentración de sodio de 2,5% (Muestra 1).

4. Se obtuvieron también los datos del tiempo de el nivel de 100UFC fueron: temperatura (14°C) y
generación o duplicación, período de latencia y de pH (6,5) y tiempo de consumo máximo de 36hs.
la velocidad de crecimiento. Los parámetros de la
Muestra 1 para el cálculo del tiempo para alcanzar
Gráfico 1. Resultados obtenidos para la Muestra 1.
Tiempo para incrementar 3,0 log decimales= 90,5 hs con una concentración de sal del 2,5%
Se evaluó el riesgo de desarrollo de S. aureus en velocidad de crecimiento. Los parámetros de la
empanadas de carne picada lista para consumo Muestra 2 para el cálculo del tiempo para alcanzar
con concentración de sodio de 0,5% (Muestra 2). el nivel de 100UFC fueron: temperatura (14°C), pH
Se obtuvieron también los datos del tiempo de (6,5) y tiempo máximo de consumo de 36hs
generación o duplicación, período de latencia y

5. .
Gráfico 2. Resultados obtenidos para la Muestra 2.
Tiempo para incrementar 3,0 log decimales= 62,0 hs con una concentración de sal del 0,5%
En gráficos obtenidos podemos observar que en la
Muestra 1 la fase de latencia, definida como el
De los datos obtenidos pudimos cuantificar el período en el que no hay crecimiento aunque sí,
efecto de la reducción de sal en el comportamiento
del patógeno S. aureus a partir de la comparación
entre la fase de latencia y tiempo de incremento o
duplicación, definido como el tiempo necesario existe una actividad metabólica considerable, ya
para que una población microbiana aumente en n que las células se preparan para crecer es de 18,2
unidades logarítmicas.. hs., mientras que para la Muestra 2 se reduce a
12,5hs. En la fase de latencia existe un aparente

6. reposo en el que las células sintetizan las enzimas
necesarias para la actividad metabólica que deben
desarrollar. El número de células para distintos
valores de tiempo dentro de esa fase no cambia
sustancialmente. Pero sí, interiormente, las células
trabajan en forma activa adaptando el equipo
enzimático al medio, se modifican por sí mismas
con el objetivo de sacar ventaja del nuevo medio
ambiente e iniciar el crecimiento exponencial.
Convencionalmente se mide como el punto en el
cual la pendiente de la fase exponencial de
crecimiento intercepta la línea horizontal trazada
desde la concentración celular inicial. Como se
observa de los gráficos, existe una relación inversa
entre el tiempo de latencia y la velocidad de
crecimiento:
Tiempo de Velocidad de
Latencia crecimiento
Muestra 1 18,2hs 0.042(log(cfu/ml)/h)
(2,5%ClNa)
Muestra 2 12.5hs 0.061(log(cfu/ml)/h)
(0,5%ClNa)
Pasada la fase de latencia comienza la fase de
crecimiento exponencial, donde la velocidad de
crecimiento es máxima. Como podemos observar
en la Muestra 2 con 0,5% de ClNa la pendiente es
más pronunciada y por lo tanto mayor la velocidad
de crecimiento. La velocidad de crecimiento para la
Muestra 1 fue de 0.042(log(cfu/ml)/h), mientras que
para la Muestra 2 fue de 0.061(log(cfu/ml)/h).
Finalmente, se determinó cuál sería la T crítica
para alcanzar el máximo nivel permitido de 100
UFC en el tiempo de distribución y consumo de 36
horas.
A una T promedio de 17ªC el nivel máximo de
100UFC se alcanza a las 34,2 horas; y a una T de
16,5ªC ese nivel se alcanza a las 37,5 horas.
Como se observa, el aumento de solo 2,5-3ªC en
la T de transporte y distribución que originalmente
era de 14ªC reduce de manera considerable el
tiempo seguro, que como vimos para la T de 14ªC
era de 62 horas.

7. de esos factores puede modificar sustancialmente
los resultados como vimos si se reduce solo en 2ªC
la T de distribución y transporte.
Si bien los modelos predictivos han evolucionado
significativamente en los últimos años, existen
limitaciones en su aplicación, ya que el control de
todos los factores inherentes a los alimentos y
microorganismos es complejo. Por lo tanto, las
predicciones de los modelos, se deben interpretar
con precaución y no deben reemplazar por
CONCLUSIONES completo las evaluaciones individuales de los
productos, especialmente aquellos modificados en
De los resultados obtenidos se concluyó que el su formulación.
producto con 0,5 % de sodio no presenta riesgo
para la salud en tanto las demás variables del Muchos de los modelos predictivos, como el PMP
producto no se modifiquen, debido a que se están basados en tres factores considerados como
consume dentro de las 36 horas de elaborado y el
nivel máximo permitido de 100UFC se alcanza a
las 62 horas.
los más influyentes sobre el crecimiento
Pero como el ambiente de un alimento está microbiano: pH, temperatura y concentración de
constituido por factores intrínsecos al mismo como ClNa.
el pH, Aw, nutrientes, etc.; y factores extrínsecos a
él como la T, la composición del aire, presencia de Otra de las limitaciones de los modelos, y en
otras bacterias, etc., pequeños cambios en alguno particular del PMP es que están elaborados en

8. caldo de cultivo (broth culture) y no directamente A pesar de estas limitaciones, el uso de los
sobre los alimentos. La supervivencia y modelos predictivos puede proporcionar
crecimiento de un microorganismo en el alimento información rápida y eficaz acerca del
no depende solo de su composición química y de comportamiento microbiano en condiciones
la estructura del alimento. En el caso de los ambientales determinadas, particularmente para
productos cárnicos, de estructura heterogénea, el información sobre reducciones, incrementos, etc. Y
crecimiento de los microorganismos está constituyen una herramienta de trabajo para la
determinado por el posicionamiento de las toma de decisiones en la industria alimentaria.
bacterias en el alimento. Entonces, los modelos
predictivos realizados sobre caldo de cultivo,
pueden sobreestimar el crecimiento microbiano en
alimentos sólidos.
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