AGUA Y BEBIDAS ANALCOHOLICAS

Curso optativo: Microbiología de los Alimentos Carreras: Lic. En Bioquímica e Ingeniería en Alimentos Año 2015 Docente: Gabriela I. Favier

CLASIFICACION DE AGUAS Agua de consumo humano (potable)

- de red - subterránea - envasada Aguas de recreación

Capítulo XII Artículos: 982 al 1079 - Bebidas Hídricas, Agua y Agua Gasificadas. Actualizado al 10/2012

- piscinas - baños de hidromasajes - marinas superficiales (playas) - estanques, corrientes y lagos - minerales termales Aguas residuales

ANMAT: Administración Nacional de medicamentos, alimentos y tecnología médica

Capítulo XII Artículos: 982 al 1079 - Bebidas Hídricas, Agua y Agua Gasificadas. - Actualizado al 10/2012

Por comparación visual de la muestra con soluciones coloridas de concentraciones conocidas o discos de cristal de color calibrados previamente con soluciones Pt y Co. La unidad para medición del color se usa como estandar.La proporción Pt-Co que se utiliza en este método es normalmente la adecuada para la mayoría de las muestras.

Unidades Nefelométricas de turbidez, o Nefelometric Turbidity Unit (NTU) por medio de un nefelómetro o turbidímetro,

CONTAMINACIÓN DEL AGUA

• QUÍMICA: pesticidas, desechos químicos, metales pesados, residuos radiactivos, sustancias carcinogénicas, etc

• MICROBIANA: presencia de microorganismos patógenos que difunden en el ambiente acuático a partir de fuentes fecales de origen humano o animal.

La puesta en evidencia de contaminaciones fecales y microorganismos patógenos constituyen la base del análisis bacteriológico de agua de consumo humano.

QUÉ SE ENTIENDE POR ENFERMEDADES HÍDRICAS? CUÁLES SON LOS MICROORGANISMOS PATÓGENOS INVOLUCRADOS EN DICHAS ENFERMEDADES?

Bacterias Virus Protozoos

Dosis infectiva: el número de microorganismos patógenos necesario para producir una infección está relacionado con la virulencia del microorganismo y la susceptibilidad del huésped.

ENFERMEDADES HÍDRICAS PRODUCIDAS POR BACTERIAS

• • • • • • • • •

Salmonella typhi Vibrio cholerae Legionella pneumophila Escherichia coli Shigella sp Yersinia enterocolitica Escherichia coli O157:H7 Campylobacter fetus Pseudomonas aeruginosa

Escherichia coli

Pseudomonas aeruginosa

Salmonella typhi

ENFERMEDADES HÍDRICAS PRODUCIDAS POR VIRUS

• • • • • •

Adenovirus Rotavirus Enterovirus Hepatitis A Poliovirus Norwalk

- Se eliminan por materia fecal -Se inactivan con desinfectantes como cloro: 0,6 ppm asegura la neutralización de virus en los suministros de agua. -Los poliovirus han sido erradicados del hemisferio occidental

ENFERMEDADES HÍDRICAS PRODUCIDAS POR PROTOZOOS

• • • •

Giardia lamblia Entamoeba hystolitica Naegleria fowleri Cryptosporium parvum Ooscitos de Cryptosporidium parvum

Naegleria fowleri

Giardia lamblia

CÓLERA Agente etiológico: Vibrio cholerae (bacilo curvo y Gram -) - Es transmitida por el agua y alimentos contaminados: mariscos y vegetales) - Desde 1817 se han registrado en el mundo 7 pandemias de cólera. - Se conocen dos cepas diferentes: biotipo clásico y el biotipo El Tor. En 1992 surgió una variante genética conocida como V. cholerae O139 Bengal en Bangladesh (pandemia N° 8?) -Las epidemias de cólera suelen ocurrir donde el tratamiento de las aguas residuales es inadecuado o está ausente. Países subdesarrolllados: África, sudeste asiático, India, América Central . - Dosis infectiva: de 108-109 vibrios de cólera cuando la acidez del estomago es optima. Se une a las c. epiteliales del intestino liberando una enterotoxina que causa diarrea acuosa grave -Prevención: medidas sanitarias, tratamiento adecuado de aguas residuales, y una fuente segura y limpia de agua de bebida.

Vibrio cholerae…

Mecanismo de acción de la toxina del cólera (tipo A-B5)

Vibrio cholerae… Diagnóstico… i) Se realiza por los signos y síntomas clínicos. ii) Cultivo de bacteria a partir de heces.

Tratamiento… i) Reposición oral e intravenosa de líquidos y electrolitos. ii) Doxicilina (adultos), trimetoprim/sulfametazol (niños) y furazolidona (mujeres embarazadas). Inmunización poco efectiva.

GIARDIASIS

Agente etiológico: Giardia intestinalis -Es un protozoo flagelado que se transmite al hombre por agua con contaminación fecal, aunque se ha documentado su transmisión por alimentos. -La giardiasis es una gastroenteritis aguda, y se puede contraer por beber agua de piscinas, aguas sólo tratadas con cloro y de lagos. -Los quistes resisten la desecación y los agentes desinfectantes (cloro y radiaciones UV). Germinan en el intestino y producen la diarrea. -Portadores asintomáticos (hombres, castores y ratas) -Demostración de quistes de Giardia en heces o de antígenos (ELISA) -Prevención: el agua consumida de los ríos debe ser filtrada y tratada con cloro, o bien filtrada y hervida

CRIPTOSPORIDIOSIS

Agente etiológico: Cryptosporidium parvum -Es un protozoo que invade las células de la mucosa epitelial del estomago e intestino y crece intracelularmente. -Las células infectivas, llamadas oocistos, resistentes al cloro se liberan al agua con las heces de animales infectados (ganado vacuno). -Los quistes son muy resistentes al cloro (14 veces más resistentes que Giardia) y la radiación UV. Por ello debe usarse sedimentación y filtración para eliminar a Cryptosporidium. -La criptosporidiosis consiste normalmente en una diarrea suave y limitada en individuos normales, pero no en inmunocomprometidos niños y ancianos. -Observación de los oocistos en heces. Terapia electrolítica.

LEGIONELOSIS Agente etiológico: Legionella pneumophila Bacilo Gram negativo y aerobio estricto

-La bacteria se puede aislar de ambientes terrestres y acuáticos, así como de pacientes con legionelosis. -Es relativamente resiste al calor y a la cloración, de modo que difunde por los sistemas de distribución de agua. Se encuentra en torres de refrigeración y en condensadores de evaporación de sistemas de aire acondicionado que se utilizan en verano. Aerosoles. - Llega al hombre por pequeñas gotas a través del aire -Esta bacteria se ha encontrado en tanques de agua caliente y en piscinas recreativas (36-45º C) y estancadas. -El patógeno se puede eliminar del agua por hipercloración o calentando a más de 63º C. Buen mantenimiento y diseño de los sistemas de enfriamiento y calentamiento por aguas.

LEGIONELOSIS Patogénesis -Invade macrófagos alveolares y crece como un parasito intracelular. -A menudo las infecciones son asintomáticos o leves y limitadas (Fiebre de Pontiac), pero en inmuno comprometidos provoca neumonía: fiebre alta, malestar, tos, etc. Diagnóstico y tratamiento: -Cultivo de lavados bronquiales o liquido pleural -Detección de antígenos en orina (complementaria) -Rifampicina y eritromicina intravenosa La incidencia de la legionelosis esta en aumento y muchas infecciones no se describen como tales

FIEBRE TIFOIDEA

Agente etiológico: Salmonella typhi

-La transmisión más común y peligrosa en todo el mundo es a través del agua. También por alimentos y contacto directo -La fiebre tifoidea a sido prácticamente eliminada en los países desarrollados debido a las prácticas eficaces del tratamiento de las aguas. -Sin embargo, un fallo en los métodos de tratamiento, o la contaminación del agua durante inundaciones, terremotos o con agua de cloacas puede ocasionar epidemias de fiebre tifoidea de importancia sanitaria incluso en países desarrollados.

AMEBIASIS Agente etiológico: Entamoeba histolytica -Entamoeba histolytica es un patógeno que se transmite al hombre fundamentalmente por el agua y ocasionalmente por alimentos contaminados. -Cuando el hombre ingiere los quistes, éstos germinan en el intestino, donde las amebas crecen en células de la mucosa intestinal. -Pueden provocar la invasión y ulceración de la mucosa intestinal causando diarrea y dolores intestinales (autolimitada). Las amebas invaden la pared intestinal, originando disentería, que se caracteriza por fiebre, inflamación intestinal y liberación de exudados intestinales con pus y sangre. -Sin tratamiento la invasión puede alcanzar hígado, pulmón y cerebro -En climas tropicales y subtropicales. En aguas no tratadas. -Observación de quistes en heces y Ac en sangre (ELISA)

AMEBIASIS

Agente etiológico: Naegleria fowleri -Es una ameba de vida libre en el suelo y en las aguas. -Las infecciones se adquieren al nadar o bañarse en agua caliente contaminada con fango del suelos. Fuentes termales, lagos o arroyos durante el verano. -Penetra por la nariz y va al cerebro, causando daño cerebral y hemorragia (meningoencefalitis). Fatal. Prevención: evitar actividades como nadar en época de verano en aguas de estanques de granjas, y de lagos y ríos poco profundos. No agitar sedimentos del fondo que son el hábitat natural del patógeno.

Monitoreo microbiológico de aguas

Identificar contaminación fecal Demostrar que el tratamiento y desinfección operan correctamente Alertar de posibles ingresos de contaminación en las fuentes o en el sistema de distribución Monitorear el estado general del sistema de distribución Detectar microorganismos patógenos

MICROORGANISMOS INDICADORES DE CONTAMINACIÓN FECAL

Coliformes Enterococos (Enterococcus faecalis) Anaerobios sulfito reductores (Clostridium perfringens)

Escherichia coli

Enterococcus faecalis

Clostridium perfringens

QUÉ SON LOS COLIFORMES? Son bacterias en forma de bacilos,anaerobios facultativos Huéspedes intestinales en el hombre y en general de animales de sangre caliente Las bacterias coliformes no provienen solo de las heces de los animales de sangre caliente, sino también de la vegetación y suelo El agua no debe contener microorganismos coliformes fecales

COLIFORMES TOTALES Bacterias aerobias o anaerobias facultativas, no esporuladas, Gram negativas, en forma de bacilos, que fermentan la lactosa con formación de ácido y gas a 35 37o C en 24 - 48 h. QUÉ MICROORGANISMOS ESTÁN INCLUIDOS EN EL GRUPO DE COLIFORMES TOTALES?? Citrobacter Enterobacter Klebsiella Escherichia

COLIFORMES TERMOTOLERANTES Bacterias aerobias o anaerobias facultativas, no formadoras de esporas, Gram negativas, en forma de bacilos, que fermentan lactosa con formación de ácido y gas cuando son incubadas a 44 - 44,5º C durante 24 h.

A este grupo pertenece: Escherichia coli, y algunas cepas de Enterobacter, Citrobacter y Klebsiella. De estos microorganismos, solo E. coli tiene un origen específicamente fecal

POR QUÉ SE INVESTIGAN LOS MICROORGANISMOS INDICADORES DE CONTAMINACIÓN FECAL Y NO LOS MICROORGANISMOS PATÓGENOS??

• Porque: - Los microorganismos indicadores de contaminación fecal: • # cuando están presentes, se hallan en cantidades fáciles de detectar • # sobreviven más tiempo que los patógenos • # más resistentes a los desinfectantes (cloro) • - Los microorganismos patógenos:

• # están presentes en el agua en forma esporádica • # no sobreviven largo tiempo • # se hallan en pequeña cantidad y pueden escapar a las técnicas de investigación.

MUESTREO Recipientes de vidrio, plástico o polipropileno estériles Las muestras deberán tener un rótulo que indique lugar, fecha y hora de muestreo El transporte debe realizarse a bajas temperaturas (4 – 10º C) y en el menor tiempo posible Seleccionar los puntos de muestreo adecuados Evitar contaminación accidental Si el agua a analizar contiene algún desinfectante, se deberá añadir un agente reductor en los envases de muestreo (agua potable: tiosulfato de sodio) Las aguas residuales con alto contenido de metales pesados se recogerán en envases con un agente quelante ( sal disódica del ácido etilendiaminotetracetico (EDTA)) que reduzca la toxicidad del metal. El pH de la solución de EDTA se ajusta a 6.5 y se adiciona al recipiente de toma de muestra antes de esterilizarla. Concentración: Para un recipiente de 120 ml se agregará 0.3 ml de una solución al 15% de EDTA.

RECIPIENTES DE TOMA DE MUESTRA

TOMA DE MUESTRA DE UN GRIFO

TOMA DE MUESTRA DE POZO

MÉTODOS DE ANÁLISIS

Métodos para recuento de microorganismos Técnica de tubos de tubos múltiples o del número más probable (NMP) Técnica de membrana filtrante (MF) Métodos enzimáticos Placas de Petrifilm 3M Métodos para detectar microorganismos Técnicas moleculares: reacción en cadena de polimerasa (PCR), PCR tiempo real, hibridización de ácidos nucleicos Técnicas inmunológicas: ELISA, EIA Métodos enzimáticos Técnica de MF

TÉCNICA DE MEMBRANA FILTRANTE

Equipo de filtración

Medio de cultivo – membrana de filtración

MÉTODOS ENZIMÁTICOS Medio de cultivo: • sustratos cromogénicos y fluorogénicos (4metilumbeliferil- β –D-galactoriranósido (MUGal) para las enzimas: • β-galactosidasa (LAC) coliformes • β-glucuronidasa (GUD) E. coli CHROMOCULT AGAR * Salmon-β-D-GAL + β-D- galactosidasa: colonias salmón a rojas * X-β-D-Glucuronido + β-D- glucuronidasa: colonias azul a violeta

CHROMOCULT COLIFORM AGAR

CARACTERÍSTICAS Y VENTAJAS DE MÉTODOS ENZIMÁTICOS • • • • • • • • • •

Específico Reduce al mínimo los resultados falsos positivos No se requiere enriquecimiento ni confirmación posterior Rápido Resultados confirmados y completos en 24 h Requiere menor tiempo de trabajo Sensible Recupera bacterias dañadas o debilitadas por tratamientos Detecta desde un solo microorganismo viable (1 ufc/ml) Conveniente Resultados claros y fáciles de leer Económico Reduce los costos de mano de obra Comprobado Aprobado para análisis de agua potable Aprobado para análisis de agua en alimentos

AGUA POTABLE Se entiende la que es apta para la alimentación y uso doméstica. No deberá contener sustancias o cuerpos extraños de origen biológico, inorgánico o radioactivo en tenores tales que la hagan peligrosa para la salud. Deberá presentar sabor agradable y ser prácticamente inodora, límpida y transparente. (Código Alimentario Argentino: CAA, Art. 982) Agua potable de suministro público y agua potable de uso domiciliario (CAA)

Características microbiológicas: 1) Bacterias heterotróficas totales: 500 ufc/ml 2) Bacterias coliformes: igual o menor de 3 en 100 ml 3) Escherichia coli: ausencia en 100 ml 4) Pseudomonas aeruginosa: ausencia en 100 ml

SISTEMA DE POTABILIZACIÓN DE AGUA

Productos qcos de Al y FE

Intercambio iónico: carbón activado ó gruesas capas de arena

Desinfección alternativa: UV Fuente: Brock Biología de los Microorganismos 12ed.

AGUAS MINERALES Es un agua apta para la bebida, de origen subterránea, rica en minerales y oligoelementos. Captada y envasada en el lugar de origen en envases bromatológicamente aptos de una capacidad máxima de 2 litros (CAA, Art. 985). Características microbiológicas: Ausencia de parásitos en 250 ml Ausencia de E. coli en 250 ml Ausencia de Enterococos fecales en 250 ml Asencia de Pseudomonas aeruginosa en 250 ml Ausencia de anaerobios sulfito reductores en 50 ml

CLASIFICACIÓN DE AGUAS MINERALES Según el CAA, se clasifican de acuerdo al: Contenido gaseoso ( naturalmente gaseosa, gasificada, no gasificada) grado de mineralización (mineralización muy débil, débil, media o fuerte) Temperatura del agua en el lugar de captación (atermales, hipotermales, mesotermales, hipertermales) El CAA contempla las siguientes denominaciones: • Agua mineral aromatizada • Agua mineralizada artificialmente

AGUAS RESIDUALES Aguas procedentes del uso doméstico o industrial que no pueden ser vertidas a ríos o lagos debido a los problemas de salud y económicos que causaría.

El agua se encuentra contaminada con materiales fecales humanos o de animales. Las aguas residuales comúnmente contienen sustancias orgánicas o inorgánicas potencialmente peligrosas como así también microorganismos patógenos.

TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES OBJETIVO: Reducir la cantidad de material orgánico como inorgánico a un nivel que no permita el crecimiento microbiano, así como la eliminación de los compuestos tóxicos. EFICIENCIA DEL TRATAMIENTO: Se expresa en términos de reducción (%)de la demanda biológica de oxígeno (DBO) DBO: Es la cantidad relativa de oxígeno disuelto consumido por los microorganismos en la completa oxidación de la materia orgánica e inorgánica en una muestra de agua. Cuanto > es el mat oxidable; org. Ó inorg. > es la DBO. Planta optima: elimina el 95% de su DBO inicial

TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES

Cribado

TRATAMIENTO PRIMARIO: separación física (rejillas). Separa materia sólido y particulado. Sedimentación.

Fuente: Brock Biología de los Microorganismos 10ª ed.

TRATAMIENTO ANAERÓBICO SECUNDARIO: reacciones digestivas y fermentativas por microrganismos en digestores de fangos o bioreactores de mat. mat. org. org. Insolube: Insolube: alta concentracion de mat.. org.inso. mat org.inso. : fibra, celulosa etc.

Metano (CH4) y dióxido de carbono (CO2) son los principales productos de la biodegradación anaeróbica

TRATAMIENTO SECUNDARIO AERÓBICO: reacciones digestivas para tratar poca cantidad de mat.org soluble Filtro percolador o de goteo - El agua se pulveriza sobre un lecho de rocas machacadas - La materia orgánica se adsorbe sobre las rocas y tiene lugar el desarrollo microbiano - Se produce nitratos, sulfatos, fosfatos, amoniaco y CO2

TRATAMIENTO SECUNDARIO AERÓBICO: reacciones digestivas para tratar poca cantidad de mat.org soluble activación del cieno

Flóculos de adhesión ó agregados por Zoogloea ramigera

Se seca, se quema, fertilizante Fuente: Brock Biología de los Microorganismos 10ª ed.

RECUENTO DE BACTERIAS HETEROTRÓFICAS TOTALES A 37º C (TÉCNICA DE PLACA VERTIDA)

AGAR EOSINA AZUL DE METILENO

Colonias características de Escherichia coli

IMViC

DETERMINACIÓN DE ENTEROCOCCUS FAECALIS (NMP)

DETERMINACIÓN DE ENTEROCOCCUS FAECALIS (NMP)

DETERMINACIÓN DE ANAEROBIOS SULFITO REDUCTORES (NMP)

DETERMINACIÓN DE PSEUDOMONAS AERUGINOSA (NMP)

Agar cetrimide P. aeruginosa

Agar KF – E. faecalis

Agar F Pseudomonas sp

Agar SPS – C. perfringens

BEBIDAS ANALCOHOLICAS Según el Art. 996 del CAA, se entiende por bebidas sin alcohol o bebidas analcohólicas, las bebidas gasificadas o no, listas para consumir, preparadas a base de uno o más de los siguientes componentes:

• • • • • • •

Jugo Jugo y pulpa Jugos concentrados de frutas u hortalizas Extractos Infusiones Maceraciones – percolaciones de sustancias vegetales Aromatizantes – saborizantes autorizados.

REQUISITOS A TENER EN CUENTA EN LA ELABORACIÓN El agua empleada, debe responder a las exigencias del Art. 982 o 985 del CAA No deberán contener alcohol etílico en cantidad > a 0.5% en volumen Podrán ser adicionados de: Edulcorantes nutritivos Dióxido de carbono a una presión no < de 1.5 atmósferas a 20º C Ácido cítrico, ác. tartárico y/o sus mezclas Ác. Fosfórico (máx. 700 mgKg) en bebidas tipo cola y 200 mg/Kg en bebidas elaboradas con otras sustancias vegetales Colorantes naturales (Art. 1324 Inc 2) Colorantes síntéticos: amaranto, amarillo ocaso, tartrazina, azul patente Conservadores químicos: en bebidas no gasificadas ác. Benzoico o benzoato de sodio – ác. Sórbico o sorbato de sodio o mezcla de ambos Ác. Ascórbico (antioxidante) Las plantas procesadoras de bebidas analcohólicas deberán contar con máquinas automáticas para lavado, enjuague y llenado. El establecimiento elaborador deberá contar con los requisitos exigidos en cuanto a edificio, controles periódicos de los productos.

ENVASADO Las bebidas analcohólicas se expenderán en envases aptos de capacidad no mayor de 5 litros de vidrio o plástico no retornable, con cierre hermético e inviolable. Se deberá consignar fecha de elaboración (mes y año) y fecha de vencimiento (mes y año). Las bebidas terminadas deberán responder por sus características físicas, composición química y bacteriológica, a las especificaciones del CAA..

PROPIEDADES DE LAS BEBIDAS ANALCOHÓLICAS

Acidez Actividad de agua (aw) Nutrientes Oxígeno y potencial redox

MÉTODOS DE CONSERVACIÓN

Conservadores químicos Sustancias antimicrobianas naturales Tratamiento térmico

CARACTERÍSTICAS MICROBIOLÓGICAS Ausencia de microorganismos patógenos Coliformes totales y termotolerantes: menor de 3 /100 ml por la técnica del NMP 0/100 ml por el método de MF Ausencia de algas, hongos, protozoos, vegetales o partes de ellos Características sensoriales: deberán presentar color, olor y sabor normales de acuerdo a su composición.