Los resultados obtenidos con la aplicación de cada uno de los tratamientos para desinfección sobre muestras de lechuga y utilizando un inóculo de Salmonella sp., se muestran en la tabla
5.4.
Tabla 5.4 Índices de Inactivación Bacteriana de los tratamientos aplicados sobre muestras de lechuga con inóculo de Salmonella. Resultados expresados en Log10 ufc/mL
Tratamiento Microdyn CM US 10 min. US 15 min. US 20 min. Reducción
Log 5.00 0.25 2.15 2.97 5.77
Las reducciones logarítmicas más altas obtenidas fueron las del microbicida marca Microdyn y la aplicación de ultrasonido por un lapso de 20 minutos (5.00 Log y 5.77 Log respectivamente). Una vez más se confirma la superioridad del ultrasonido en la inactivación bacteriana.
Fig. 5.4. Reducción Log resultante de los tratamientos de desinfección aplicados a muestras de Lechuga con inóculo de Salmonella sp.
En la Figura 5.6 se muestra un gráfico que resume los tres tratamientos aplicados, en cada uno de los productos hortofrutícolas manejados y con cada uno de los inóculos utilizados.
En la aplicación de tratamientos con ultrasonido, se observa un incremento en el efecto bactericida a medida que aumenta el tiempo de irradiación ultrasónica. La eficiencia de desinfección de la aplicación de ultrasonido por 10 minutos es baja, del orden de 99.9%, lo cual en el caso de alimentos no es adecuado. La eficiencia de desinfección de la irradiación ultrasónica por 15 minutos es de 99.99% lo que parecería ser suficiente, sin embargo, en alimentos, debido a el riesgo que conlleva para los consumidores la rápida proliferación de los microorganismos, no es así; el resultado no alcanza para considerarlo un proceso de desinfección adecuado por definición; sin embargo entra en un rango de aceptable.
0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 Microbicida Microdyn (Plata coloidal)
Microbicida CM (CIO2) Ultrasonido (10 min) Ultrasonido (15 min) Ultrasonido (20 min)
R e d u c c ió n L o g (u fc M l- 1 )
0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 Microbicida Microdyn (Plata coloidal)
Microbicida CM (CIO2) Ultrasonido (10 min) Ultrasonido (15 min) Ultrasonido (20 min)
R e d u c c ió n L o g (u fc M l- 1 )
Fresa & E. Coli Lechuga & E. Coli Fresa & Salmonella Lechuga & Salmonella
Fig. 5.5. Cuadro comparativo de la Reducción logarítmica resultante entre los diferentes tratamientos de desinfección aplicados a muestras de lechuga y fresa con su inóculo respectivo.
Se observa que el tratamiento con ultrasonido por un periodo de 20 minutos es el tratamiento que logra mayor inactivación bacteriana. Comparando estos resultados con los obtenidos con el bactericida Microdyn, no existe diferencia significativa, ya que los dos logran entre 5 y 6 Log de reducción, y en todos los casos se tiene un porcentaje de inactivación bacteriana del 99.999%, con variaciones en el índice de las diezmilésimas, pero el porcentaje mínimo requerido para ser un tratamiento adecuado de desinfección, ambos tratamientos lo cumplen adecuadamente.
La diferencia entre estos dos tratamientos estriba en un punto muy importante. El uso de agentes químicos que pueden dañar el medio ambiente, o la salud de quien los consume. El microdyn es un bactericida elaborado a partir de plata coloidal, cuando su uso es muy frecuente o en individuos con ciertas deficiencias, puede causar argiria (intoxicación con plata). El tratamiento con ultrasonido por 20 minutos no utiliza agentes químicos por lo que lo hace superior en este aspecto.
La eficiencia de desinfección lograda por la irradiación ultrasónica durante 20 minutos es de 99.999%. Esto es, el resultado logra que se pueda considerar este tratamiento como un proceso de desinfección eficiente y aceptable en alimentos, ya logra sobrepasar el índice mínimo necesario para un proceso de desinfección.
El bactericida marca Comercial Mexicana constituido de dióxido de cloro ClO2, presenta un índice de reducción logarítmica demasiado bajo, no alcanzando ni siquiera una desinfección del 90%. El dióxido de cloro, tiene la desventaja de mermar su efectividad en valores bajos de pH, lo que ha sido manifestado por los fabricantes del producto químico. Tal vez los valores de pH tan bajos en las muestras de fresa (entre 3 y 3.9), y ligeramente bajos en las muestras de lechuga (entre 5.7 y 6.13), afectaron su efectividad. Esta merma, no ocurre con el tratamiento con ultrasonido a 1 MHz por 20 minutos, el cual, ha mostrado tener efectividad en un rango de pH amplio que va de 3 a 8, dentro del cual se encuentran la mayoría de los vegetales que se consumen por el humano.(Bridges M., et al, 1999).
Se sugiere la elaboración en otros proyectos de pruebas sensoriales y fisicoquímicas de los productos tratados con cada uno de estos tratamientos; esto con la finalidad de determinar si el índice de calidad del producto hortofrutícola se ve afectado. Este índice de calidad, está dado por factores como apariencia (color, tamaño, forma ausencia de defectos) firmeza, sabor (sólidos solubles, acidez titulable y compuestos aromáticos) y valor nutricional (contenido vitamínico). Se considera que para tener un sabor aceptable el producto debe contener un mínimo de 7% de sólidos solubles y un máximo de 0.8% de acidez titulable. (PTRIC, 2005). Cada técnica de desinfección tiene sus ventajas dependiendo el área de aplicación, y en algunos casos aplicaciones específicas en productos especiales.
En la tabla5.5, se muestran algunas de estas ventajas y desventajas de cada uno de los tratamientos seleccionados en este estudio, así como las de otros tratamientos existentes en el mercado.
Tabla # 5.5 Comparación de ventajas y desventajas de diversos tratamientos de desinfección existentes con el ultrasonido de 1 MHz aplicado por 20 minutos, evaluadas en escala de 1 a 3
(3 es el máximo puntaje favorable)
Método de Desinfección Ambiental mente amigable Formación de subproductos tóxicos
Efectividad Inversión Costos de operación Daño sensorial Sonicado 20 minutos a 1 MHz 3 3 3 2 2 3 Microdyn 1 1 3 2 2 3 Bactericida CM 1 1 1 3 2 2 Ozonificación 1 1 2 2 1 3 Radiación luz UV 2 2 1 2 2 1
Los experimentos realizados en este proyecto de investigación se han hecho con inóculos de bacterianos de Salmonella spp., y Escherichia coli., debido a que son bacterias ampliamente
conocidas como patógenos asociados a alimentos. Son bacterias implicada en numerosos brotes que han ocurrido en las últimas décadas, algunos de ellos mortales, involucrando alimentos como huevos, pollo, frutas y vegetales.(Piyasena P., et al, 2003)
Escherichia coli y Salmonella spp., son bacterias que cuando son encontradas en alimentos
son tomadas como un indicio de contaminación fecal. Suelen encontrarse en vegetales que fueron regados con aguas residuales, o que debido a las malas prácticas de manufactura, se contaminaron durante el proceso de llegada al consumidor.
Basándose en que el ultrasonido mediante el fenómeno de cavitación genera una energía mecánica que tiene una acción desincrustante, se puede asegurar que las bacterias inoculadas en los experimentos no permanecen adheridas al vegetal, y son susceptibles de ser destruidas. El consumo de vegetales contaminados con estos microorganismos conlleva graves riesgos a la salud humana ya que estas son responsables de enfermedades gastrointestinales que afectan principalmente a niños y adultos mayores.
En el caso de vegetales, son muy escasos los trabajos de investigación realizados que reporten resultados sobre los efectos de inactivación bacteriana con ultrasonido y no se encontraron trabajos reportados en la frecuencia de 1MHz, bajo las condiciones experimentales reportadas aquí.
Las patentes que existen de sistemas ultrasónicos de inactivación bacteriana, sostienen que el uso únicamente de ultrasonido en el procesado de alimentos puede ser un todo un reto. La efectividad de un tratamiento con ultrasonido depende del tipo de bacteria que se va a tratar y la geometría de superficie del alimento. (Sala et al, 1995)
5.2 Variaciones de pH
5.2.1 Control.
Se hizo un análisis de la variación del pH en los tratamientos de desinfección aplicados, a manera de poder evaluar los efectos de cada uno únicamente sobre el agua corriente esterilizada. Se cree que la presencia de muestras vegetales, así como la de inóculos bacterianos pueden influir en la variaciones finales de pH obtenidas durante los tratamientos. Los cambios de pH observados en los diferentes experimentos realizados muestran y confirman lo observado en estudios anteriores, la generación de radicales libres del agua a través de un proceso de oxidación que es de naturaleza reversible.
7 7.2 7.4 7.6 7.8 8 8.2 8.4 8.6 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 Tiempo (min) p H
Control Microdyn Microbicida CM Ultrasonido
Fig. 5.6. Variación del pH del agua corriente estéril con los diferentes tratamientos de desinfección aplicados.
En la gráfica se observan las variaciones de pH que tiene el agua esterilizada con el simple hecho de ser sometida a uno de los tratamientos de desinfección seleccionados. Esto se hizo con la finalidad de determinar como afecta al pH el tratamiento aplicado de manera aislada, sin la presencia de muestras vegetales o inóculos bacterianos.
El tratamiento con ultrasonido es el que causa una menor variación del pH de las muestras con 0.115 unidades, con respecto al control esto es, al agua sin tratamiento. De esta forma, podemos inferir, que el tratamiento con ultrasonido no afectará la textura de los vegetales tratados con ondas ultrasónicas.
En el otro extremo el tratamiento con microdyn es el que induce una mayor variación del pH con 1.21 unidades. Esta disminución del pH puede afectar la textura de algunos productos delicados como las fresas, moras, etc.
El tratamiento con bactericida CM sólo presenta una ligera variación del pH, sin embargo no ha mostrado ser muy eficaz en la desinfección, por lo que no se considera competitivo con el ultrasonido.