Procesamiento

Tratamiento de agua activada por plasma en camarones para combatir enfermedades transmitidas por los alimentos

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By Milthon Lujan

Un diagrama esquemático de la descarga de la barrera dieléctrica doble del plasma y la disposición experimental, incluida la generación de agua activada por plasma (PAW), el tratamiento PAW de V. parahaemolyticus, la inoculación de Litopenaeus vannamei con V. parahaemolyticus y el tratamiento PAW de Litopenaeus vannamei inoculado. Fuente: Zhang et al., (2024); Frontiers in Nutrition.
Un diagrama esquemático de la descarga de la barrera dieléctrica doble del plasma y la disposición experimental, incluida la generación de agua activada por plasma (PAW), el tratamiento PAW de V. parahaemolyticus, la inoculación de Litopenaeus vannamei con V. parahaemolyticus y el tratamiento PAW de Litopenaeus vannamei inoculado. Fuente: Zhang et al., (2024); Frontiers in Nutrition.

Los mariscos frescos son una parte deliciosa y nutritiva de nuestra dieta, pero también pueden albergar bacterias dañinas. Vibrio parahaemolyticus, un culpable común, acecha en ambientes marinos y de agua dulce, contaminando camarones, cangrejos, ostras y otras delicias. Esta desagradable bacteria no sólo causa pérdidas económicas en la industria de la acuicultura, sino que también representa una grave amenaza para la salud humana, provocando enfermedades transmitidas por los alimentos.

Tradicionalmente, los procesadores de alimentos han dependido de métodos como la luz ultravioleta o la alta presión para eliminar los patógenos. Sin embargo, estas técnicas tienen limitaciones. Es posible que no lleguen a todos los rincones de los alimentos, dejando atrás las bacterias.

Un equipo de científicos de Guangdong Ocean University, del Key Laboratory of Advanced Processing of Aquatic Product of Guangdong Higher Education Institution, de la The University of Haripur, del Wuhan Institute of Technology y de la Dalian Polytechnic University investigó el mecanismo antimicrobiano del agua activada por plasma (PAW) contra Vibrio parahaemolyticus y la eficacia de PAW en Litopenaeus vannamei contaminado artificialmente.

La guerra contra Vibrio parahaemolyticus

Este estudio explora un enfoque novedoso que utiliza agua activada por plasma (PAW) para combatir Vibrio parahaemolyticus, una bacteria responsable del deterioro y las enfermedades transmitidas por los alimentos.

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Vibrio parahaemolyticus es una bacteria desagradable que acecha en nuestros océanos y causa enfermedades transmitidas por alimentos a través de mariscos contaminados.

Agua activada por plasma (PAW)

El agua activada por plasma (PAW), es un método en ascenso en la lucha contra las enfermedades transmitidas por los alimentos. PAW es un desinfectante seguro y eficaz creado al tratar el agua con equipos especiales. Esta innovadora tecnología ofrece varias ventajas:

  • Potente desinfección: PAW utiliza un doble golpe contra las bacterias. Crea estrés oxidativo dentro de la célula bacteriana, alterando sus funciones vitales y, al mismo tiempo, impacta la membrana celular, provocando fugas y, en última instancia, la muerte celular.
  • Penetración superior: A diferencia de otros métodos, PAW cuenta con una excelente permeabilidad. Puede infiltrarse en pequeñas grietas dentro de los alimentos, asegurando un proceso de desinfección más completo.
  • Respetuoso con el medio ambiente: PAW evita productos químicos agresivos, lo que lo convierte en una opción más segura tanto para los consumidores como para el medio ambiente.
  • Rentable y versátil: PAW es fácil de producir y puede usarse en procesos por lotes, lo que lo convierte en una solución práctica para el procesamiento comercial de alimentos.

Impacto del PAW contra V. parahaemolyticus

Los investigadores estudiaron cómo la PAW afecta a V. parahaemolyticus y su eficacia para descontaminar camarones (Litopenaeus vannamei) infectados artificialmente con la bacteria. ¡Los resultados son prometedores!

  • Reducción significativa en el recuento bacteriano: La exposición de las bacterias a PAW durante períodos más prolongados (tanto en términos de tiempo de descarga de plasma como de tiempo de inmersión) condujo a una disminución significativa de las células viables de V. parahaemolyticus. ¡En algunos casos, el recuento de bacterias se redujo en más de 4 registros (una reducción del 99,99%)!
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¿Cómo funciona PAW?

El estudio sugiere que PAW desarma al V. parahaemolyticus de varias maneras:

  • Daño a la membrana: PAW parece dañar las membranas celulares bacterianas, provocando arrugas y fugas de componentes celulares esenciales como ácidos nucleicos y proteínas.
  • Incremento de la Permeabilidad: Este daño aumenta significativamente la permeabilidad de las membranas celulares internas y externas, esencialmente haciendo que las bacterias sean más vulnerables.
  • Aumento del ROS: El tratamiento de PAW también provoca un aumento de especies reactivas de oxígeno (ROS) dentro de las bacterias. Estas moléculas de ROS son altamente reactivas y pueden dañar componentes celulares vitales.
  • Debilitamiento del sistema de defensa: El estudio también observó una disminución en la actividad de la superóxido dismutasa (SOD), una enzima que ayuda a las bacterias a combatir las ROS. Además, se regularon negativamente genes cruciales para la supervivencia y la comunicación bacteriana.

Camarones salvados del deterioro

Las buenas noticias van más allá de los experimentos de laboratorio. La exposición de camarones contaminados artificialmente a PAW durante sólo 5 minutos redujo significativamente los niveles de V. parahaemolyticus.

El estudio destaca el potencial de PAW como método seguro y eficaz para controlar Vibrio parahaemolyticus en la acuicultura de camarón. PAW ofrece una alternativa no química a los desinfectantes tradicionales, lo que potencialmente minimiza el impacto ambiental y garantiza productos del mar más seguros para los consumidores.

Conclusión

“El estudio aclaró que PAW podría destruir las membranas celulares y provocar la muerte celular. Los hallazgos fortalecerían las estrategias para el control de V. parahaemolyticus y proporcionarían una aplicación potencial de PAW para preservar productos acuáticos”, concluyeron los investigadores.

Sin embargo, recomiendan los investigadores, se necesita más investigación para optimizar los métodos de aplicación de PAW en entornos de acuicultura a gran escala.

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Este estudio destaca el potencial de PAW como método seguro y eficaz para controlar V. parahaemolyticus en productos del mar. PAW ofrece varias ventajas:

  • Ecológico: A diferencia de los desinfectantes tradicionales, PAW no deja residuos nocivos.
  • Dirigido: PAW parece atacar específicamente a las bacterias, dejando ilesos los elementos beneficiosos de los camarones.
  • Versátil: El estudio sugiere que PAW podría aplicarse en toda la cadena de procesamiento de productos del mar, desde la acuicultura hasta la conservación poscosecha.

El estudio ha sido financiado por National Key R&D Program of China, Key Project of Department of Education of Guangdong Province, China Agriculture Research System, e Innovation Team Program of Guangdong Ocean University

Referencia (acceso abierto)
Zhang, H., Wei, J., Xv, H., Khan, I., Sun, Q., Zhao, X., Gao, J., Liu, S., & Wei, S. (2024). Bactericidal efficacy of plasma-activated water against Vibrio parahaemolyticus on Litopenaeus vannamei. Frontiers in Nutrition, 11, 1365282. https://doi.org/10.3389/fnut.2024.1365282