Las pruebas de Salmonella podrían volverse mucho más eficientes pronto

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Cuando la mayoría de nosotros vamos al supermercado y compramos un cartón de huevos o un paquete de pollo, probablemente esperamos que esos productos no nos enfermen, siempre y cuando estén cocinados adecuadamente.

En general, eso es cierto, pero la cadena de suministro de alimentos no es perfecta y, en ocasiones, se produce contaminación.

Cada año, el gobierno de los Estados Unidos investiga muchos brotes de enfermedades transmitidas por alimentos atribuibles a gérmenes como salmonella, listeria, E. coli y otros. Los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades estiman que, como resultado, 48 millones de personas enferman anualmente.

De los que enferman, 128.000 son hospitalizados y 3.000 mueren. La salmonella es una de las principales culpables y, a menudo, se asocia con los huevos o el pollo.

La industria avícola procesa alrededor de 10 mil millones de pollos anualmente y ha querido una mejor manera de detectar las bacterias durante años, dijo Jim Dickson, profesor del departamento de ciencia animal de la Universidad Estatal de Iowa.

"La gente busca constantemente mejores formas de tomar muestras, mejores formas de realizar pruebas y obtener resultados más rápidos", dijo. "Cuanto más rápido obtenga resultados un procesador, más rápido podrá reaccionar ante ellos".

La forma en que se analizan los patógenos en el pollo en este momento es efectiva, con relativamente pocos avisos de contaminación.

El Servicio de Inspección y Seguridad Alimentaria del USDA realiza pruebas para detectar la bacteria, y los principales procesadores de aves de corral también suelen realizar pruebas a su pollo todos los días, dijo Dickson. Pero los laboratorios de pruebas suelen estar fuera del lugar y preparar una muestra para el análisis puede llevar uno o dos días.

"Esa es una de las cosas frustrantes de la microbiología", dijo. “Siendo realistas, en la mayoría de los casos estamos hablando de tres días. Cuando obtienen resultados, ese producto ya no existe. Ya ha sido enviado”.

La mayoría de los pollos son portadores de algún tipo de salmonella y los CDC estiman que se encuentra en uno de cada 25 paquetes de pollo crudo. Cuando se cocina adecuadamente, generalmente no hay problema, pero hay más riesgo si hay una mayor carga de salmonella en esa ave.

En respuesta a este desafío, un equipo de investigadores recibió una inversión inicial de 750.000 dólares del Acelerador de Convergencia de la Fundación Nacional de Ciencias para encontrar formas de detectar más rápidamente la presencia de salmonella en toda la cadena de suministro de pollo.

"Sólo queremos garantizar un suministro de alimentos seguro para todos", afirmó Kate Trout, una de las investigadoras principales del proyecto. "(Incluidas) las comunidades rurales, las comunidades de bajos ingresos, en las que ahora tenemos tasas más altas de infecciones por salmonella, pero realmente no conocemos las causas fundamentales de eso".

La investigación incluye el desarrollo de biosensores, como los que se encuentran dentro del laboratorio de la Universidad de Missouri, que reducen significativamente el tiempo que lleva detectar pequeñas concentraciones de salmonella.

La estudiante de doctorado Mai Abuhelwa demostró uno que utiliza un láser y cables de fibra óptica.

“Simplemente inyecto mi muestra, espero un par de minutos”, dijo, señalando una pantalla de computadora con un gráfico. "Podemos leer la señal en: este punto, este punto y este punto".

Los componentes moleculares de la salmonella producirán un cierto tipo de pico en el gráfico, dijo Mahmoud Almasri, asesor de Abuhelwa e investigador principal principal de esta investigación.

"Si ves un pico diferente, sabes que no estás detectando salmonella", dijo.

Almasri añadió que también están creando otros dos sensores, incluido uno que podrá detectar el tipo específico de salmonella presente en una muestra.

"Existen quizás 2.500 tipos diferentes de salmonella", dijo Almasri. "Pero no todos se encuentran en las aves de corral".

Este nivel de granularidad iría más allá del estándar actual de la industria, que sólo detecta la salmonella en general, dijo Kantha Channaiah, profesora asistente de ciencias de los alimentos en la Universidad de Missouri.

"Esto va a desempeñar un papel importante a la hora de ahorrar muchos recursos y tiempo", afirmó. "Para las industrias, para los fabricantes comerciales, el tiempo es dinero".

Además, la ciencia subyacente detrás de los sensores separados puede funcionar con otras bacterias, como listeria, E. coli o estafilococos, dijo Channaiah. "Podemos aplicar este principio y concepto y podemos ampliar el alcance de esta tecnología a otros patógenos", afirmó.

Estos sensores aún no están listos para usarse en un procesador de pollo, pero la idea detrás de la investigación es hacer posible realizar pruebas de salmonella en cualquier parte de la cadena de suministro del pollo.

Pero primero, los investigadores tienen que decidir cuál de los nuevos biosensores funciona mejor en puntos específicos de la cadena de producción.

“El desarrollo del biosensor no es el final de la cuestión. Eso no es suficiente”, afirmó Haitao Li, otro investigador principal y presidente del departamento de análisis de la cadena de suministro de la Universidad de Missouri-St. Luis.

Li está desarrollando un modelo de programación matemática para ayudar a decidir cuáles de los sensores de sus colegas son los más adecuados para las necesidades de una empresa específica. El modelo también puede ayudar a predecir dónde colocar los sensores en los nodos de la vasta cadena de suministro avícola, afirmó.

Un nodo puede representar una instalación, como una granja, o un proceso, como el transporte o el almacenamiento, dijo Li. Y puede ser muy granular, como los diferentes pasos del procesamiento del pollo.

“En cada operación”, dijo. “Por ejemplo, el lavado de las canales, el desplumado y el despiece”.

Sería una forma de probar el pollo muchas más veces después de su tiempo en el procesador, donde luego se supone que se mantiene adecuadamente frío en el camión que lo lleva al supermercado, en el supermercado y después, dijo Tim Safranski, profesor de la Centro de investigación de ciencia animal de la Universidad de Missouri.

“Si se mantiene la cadena de frío, sigue siendo seguro. Si luego se cocina adecuadamente, seguirá siendo seguro”, dijo. "Pero hay muchas oportunidades en el camino en las que las cosas podrían no funcionar correctamente".

Con sensores en más puntos, Li dijo que los investigadores pueden comenzar a ver la contaminación por salmonela a lo largo de toda la cadena de suministro en tiempo real. Añadió que planean incorporar los datos de las pruebas con otros, como los de población, salud y geografía, en un sistema de software que pueda visualizar y predecir el riesgo de la bacteria.

"Si conocemos el nivel de riesgo de contaminación, podríamos acelerar el envío de algunas mercancías o acortar su tiempo de almacenamiento", dijo. "Podríamos emitir un retiro del mercado, podríamos redistribuir parte del producto dependiendo de la demanda del mercado o de las necesidades de diferentes grupos de población".

Y detectar la contaminación tempranamente o en más puntos de esa cadena podría significar que menos personas se enfermen, lo que ahorraría dinero. Los investigadores citan la estadística de que las enfermedades causadas por la contaminación por salmonela en 2018 costaron más de 10 mil millones de dólares solo en Estados Unidos.

Pero estos sensores tendrán que ser fáciles de usar y económicos si las empresas que procesan, envían o distribuyen pollo van a comprarlos. La NSF también mantuvo estas mismas prioridades al otorgar la financiación.

Aún así, a Carlton Adams le gusta la idea.

"Esto podría potencialmente cambiar las reglas del juego para nosotros", dijo. "En primer lugar, tendríamos mejor información desde el principio".

Adams es el director de operaciones de Operation Food Search, un banco de alimentos en St. Louis.

La mayoría de las mañanas de los días laborables, automóviles y camiones hacen fila frente al almacén de la organización para cargar cajas de alimentos que se destinarán a personas necesitadas en Missouri e Illinois.

Para él es imperativo que los alimentos que distribuyen a las despensas de alimentos y otras agencias locales sean de alta calidad, ricos en nutrientes y confiables para las personas que dependen de ellos, dijo Adams.

“Esta noción de que no mereces tener buena comida porque no obtuviste sobresalientes en el capitalismo es una locura”, dijo. "Los efectos colaterales de tener alimentos contaminados en un vecindario son realmente preocupantes".

La contaminación puede enfermar a familias enteras, añadió Adams, lo que impide que los niños vayan a la escuela o que los adultos no vayan al trabajo.

Además, los sensores podrían ayudar a Operation Food Search a tirar menos comida en caso de que algo salga mal en sus instalaciones de St. Louis, dijo Adams.

"Las cosas pasan. Si tenemos un corte de energía, si el generador no arranca y perdemos el almacenamiento en frío por un período, esa comida va al vertedero”, dijo. "Eso es mucha menos comida que se distribuye a la comunidad".

Esta nueva tecnología de prueba es prometedora, pero aún faltan años para que llegue al mercado. El equipo de investigación está presentando una propuesta para la siguiente fase de financiación de la NSF que se revisará a finales de este año, además de buscar comentarios de posibles inversores, administradores de programas e investigadores de otras agencias de financiación.

Mientras tanto, Adams dijo que su banco de alimentos estará listo para los sensores y el software cuando finalmente estén disponibles.

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