Nisina en productos cárnicos para inhibición de Listeria monocytogenes.

Listeria monocytogenes, bacteria Gram positiva, ubicua, psicrótrofa, anaerobia facultativa, es el agente etiológico de la listeriosis. Esta enfermedad, que puede ser transmitida por alimentos, produce severos problemas de salud pública, con incidencia de riesgo sanitario dramático, tanto en embarazadas, en las que puede provocar abortos prematuros, con septicemia o meningitis; como en adultos mayores, en los que puede generar meningitis y/o encefalitis. La bacteria puede sobrevivir en condiciones relativamente extremas, tales como temperaturas bajas (mínima de – 0,4ºC) o altas (máxima de 45ºC), bajo pH (4,4), actividad de agua reducida (Aw = 0,92) y alto contenido de sal. Debido a su carácter psicrotrófico, es un patógeno de interés en los alimentos refrigerados como por ejemplo, los productos cárnicos. Una estrategia para su control que se está empleando en diversos países para la elaboración de este tipo de productos es la adición de NISINA como complemento antibacteriano natural, a fin de reasegurar la inocuidad alimentaria y superar, fundamentalmente, la tolerancia a la baja temperatura, y eventuales descuidos en la manipulación higiénico-sanitaria del producto final antepackaging.

En el mundo actual de la industria de alimentos una de las obligaciones más importantes es poder garantizar la inocuidad de los productos; por esto, se hace necesario el uso de conservantes. El conservante natural de mayor potencial utilizado en matrices alimentarias es la nisina, siendo un péptido antimicrobiano producido por cepas de Lactococcus lactis. La nisina es la única bacteriocina que ha sido aprobada por la OMS para ser utilizada como conservante en la industria alimentaria.

Los estudios de la Nisina han evidenciado que, en las matrices alimentarias evaluadas como quesos, leche, carne, vinos, entre otras, la nisina en la mayoría de los casos es efectiva para la eliminación de microorganismos patógenos y contribuye a la biopreservación de los alimentos, ya que ayuda a que la vida útil de estos se prolongue sin alterar sus características sensoriales.

Las industrias alimentarias deben garantizar la permanencia de sus productos en el mercado, dado que frecuentemente surgen nuevos productos y mejores tecnologías para su desarrollo. Así, los entes reguladores de la inocuidad alimentaria establecen una normatividad más exigente para garantizar que estas nuevas alternativas como los antimicrobianos no terminen afectando de manera directa o indirecta la salud humana. Por lo tanto, en el mundo actual de la industria de alimentos uno de los retos más importantes es poder garantizar la inocuidad de los productos asegurando su estabilidad microbiológica.

La industria alimentaria tiene la alternativa de emplear bioconservantes, para satisfacer el interés de los consumidores para obtener alimentos inocuos y naturales, es decir, elaborados con estricto control de calidad sanitaria y sin la adición de aditivos químicos artificiales que garanticen la conservación de los alimentos, para esto se propone el uso de la nisina, el conservante natural de mayor potencial utilizado en las últimas 5 décadas. La nisina es un péptido antimicrobiano producido por cepas de Lactococcus lactis;  Este compuesto se puede incorporar directamente en la formulación del producto para inhibir el crecimiento de microorganismos indeseables en los alimentos durante el almacenamiento. Desde 1951, la nisina juega un papel importante en la conservación de los alimentos, por esto es la única bacteriocina que ha sido aprobada por la Organización Mundial de la Salud (OMS), para ser utilizada como conservante en la industria alimentaria,1 y la FDA.

La Agencia de Alimentos y Medicamentos le confirió el estatus de sustancia GRAS (Generally Regarded As Safe) debido a sus propiedades antibacterianas, a su impacto mínimo con relación a los cambios de las propiedades organolépticas de los alimentos y a que desde el punto de vista del consumo humano las enzimas digestivas pueden degradarla.

La nisina está clasificada como uno de los anbióticos de la clase I, los cuales son péptidos pequeños, policíclicos, estables al calor, activos a nivel de membrana y contienen algunos aminoácidos poco comunes en su composición como lantionina, b-metil-lantionina y dihidroalanina que se forman postraduccionalmente por deshidratación de la serina y treonina.

La nisina exhibe una actividad altamente antibacteriana hacia una amplia gama de bacterias Grampositivas, incluyendo bacterias formadoras de esporas y otras bacterias patógenas, pero mostrando poca o ninguna actividad contra Gram-negativas. Presenta efecto antibacteriano contra microorganismos como Bacillus cereus, Listeria monocytogenes, Clostridium spp., Enterococcus spp., Staphylococcus spp. y Streptococcus spp.

El efecto antimicrobiano de la nisina en los embutidos acompañado de un procesamiento del producto a alta presión, logra evidenciar una reducción de los recuentos de L. monocytogenes e incluso inhibieron su crecimiento a lo largo del almacenamiento en refrigeración. Este procesamiento mejora la seguridad y prolonga la vida útil de los productos alimenticios listos para el consumo, puesto que permite la inactivación de microorganismos y enzimas endógenas, manteniendo los nutrientes y sabores en los productos. El procesamiento a alta presión provoca lesiones letales o subletales en los microorganismos, facilitando el acceso de la nisina a la membrana del citoplasma como resultado de la permeabilización de la pared celular, inhibiendo así el crecimiento microbiano.

OTROS USOS Y APLICACIONES 

La nisina se ha empleado en bebidas como vinos y cervezas, donde el objetivo es inhibir levaduras y el crecimiento de Lactobacilos como microorganismos deteriorantes. En el vino, previene el crecimiento de las bacterias ácido lácticas, evitando la disminución del pH del producto que causa mucosidad y exceso de acetato promoviendo un efecto negativo en la calidad del vino.

Cuando se evaluó el efecto de la nisina sobre el vino, se observó que con valores de concentraciones mínimas inhibitorias (CMI) de 0,024 μg/mL para Oenococcus oeni y 12,5 μg/mL para otras especies de bacterias ácido lácticas fueron suficientes para generar un efecto antimicrobiano eficaz. El efecto inhibidor de la nisina aumentó ligeramente en presencia de bajas concentraciones de etanol (6 %) disminuyendo así, los valores de las CMI en un orden de dilución para O. oeni. 

El efecto inhibidor de la nisina en frutas y verduras no presentó alta sensibilidad, pues el objetivo de este estudio fue investigar la eficacia de las sustancias antimicrobianas naturales para inhibir las bacterias del deterioro vegetal, utilizando la difusión con disco en agar y los métodos de dilución en caldo; estos resultados podrían ser utilizados para el desarrollo de nuevos métodos de saneamiento o preservación para mejorar la frescura y extender la vida útil de los productos frescos.

La dosis de nisina requerida para la inhibición completa de bacterias en el jugo de caña de azúcar fue directamente proporcional al número de éstos células; además, inhibe las bacterias a 30 ºC más eficientemente que a 4 ºC. La nisina se puede utilizar como conservante de alimentos con la consideración de su dependencia de las especies de bacterias, el número de células bacterianas contaminantes y la temperatura. En esta matriz (jugo de caña de azúcar), la nisina se usó contra Shigella spp., y se observó que el número de bacterias disminuyó a medida que se aumentaba la concentración de nisina. Cabe resaltar que la dosis permitida de nisina varía según la normatividad de cada país. La actividad de la nisina se potencia cuando se aplica en medios líquidos o alimentos en lugar de productos sólidos o heterogéneos.

En la cerveza, inhibe el crecimiento de Lactobacilos que generan un producto con exceso de acidez y sabores extraños, debido a la producción de diacetilo.

En los productos enlatados, la nisina se aplica para inhibir el crecimiento de termófilos esporulados como Clostridium thermosaccharolyticum y Bacillus stearothermophilus.

En productos lácteos, la principal aportación de la nisina es la inhibición de Listeria monocytogenes por su alta estabilidad térmica, manteniendo un efecto antilisterial por 7 días aplicándola a una concentración de (0,25 mg/L) de forma libre y encapsulada.

En la leche, la eficacia de la nisina sólo puede mantenerse por corto tiempo dado que presenta una reducción en su eficiencia por la interacción entre la bacteriocina con los glóbulos de grasa y sus proteínas; pese a esta reducción de la actividad de la nisina en todos los estudios donde la leche fue la matriz estudiada, la nisina tuvo un efecto antilisterial ideal reduciendo la población de L. monocytogenes por debajo del límite de detección de 1 log UFC/mL en 4 h y mantuvo este efecto hasta por 7 días a 21ºC. También se encontró un efecto antimicrobiano cuando la nisina se aplicó de forma libre y encapsulada (0,25 mg/L –considerando una concentración altamente efectiva–), y a pesar de que una temperatura de 6 ± 1ºC, empleada para el almacenamiento de la leche

CONCLUSIONES

En todos los estudios se evidenció la enorme preocupación por mantener la inocuidad en sus productos, dando paso a diferentes aportes por parte de las investigaciones acerca del uso de la nisina en diferentes matrices alimentarias, dando lugar a nuevos interrogantes en cuanto a estrategias de cómo debe ser suministrada la nisina, uso de otras concentraciones y análisis de otros microorganismos no deseados que alteran la inocuidad de los alimentos. De acuerdo a las matrices alimentarias estudiadas en esta revisión, los alimentos que presentaron más estudios en cuanto a la incorporación de nisina, fueron la leche y sus derivados; en este caso, la nisina ejerció un efecto antimicrobiano y redujo la población de bacterias Gram positivas como L. monocytogenes, B. cereus y S. aureus. De igual forma, se destaca el uso de la nisina en su forma libre, inmovilizada y en película, mostrando un efecto – en todos los casos – contra microorganismos presentes en los alimentos. En el análisis de los artículos, se pudo comprobar el efecto antimicrobiano de la nisina en las matrices alimentarias contra microorganismos Gram positivos, como los es el caso de L. monocytogenes, principal contaminante de alimentos entre los cuales se destacan los lácteos, embutidos y almidón, y causante de enfermedades transmitidas por el consumo de estos. En todos los casos, la adición de nisina inhibió su crecimiento, permitiendo obtener alimentos inocuos para el consumo humano sin la necesidad de adicionar otras sustancias. Además, se constató la efectividad de la nisina contra algunas bacterias Gram negativas de acuerdo al modo de su uso en la matriz; por lo tanto, es de gran importancia realizar investigaciones futuras para determinar el efecto de la nisina contra bacterias Gram negativas en la industria de los alimentos, dado que se conoce muy poco el efecto de este antimicrobiano contra este tipo de microorganismos. Finalmente, se describe que cuando se utiliza la nisina como agente antimicrobiano, independiente del tipo de matriz alimentaria en el que es aplicada, la mayoría de las veces los resultados coinciden en lograr alargar la vida útil de los productos sin necesidad de que resulten afectadas las propiedades organolépticas y fisicoquímicas de las mismas

REFERENCIAS

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