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Novedades alimentarias

Nuevo envoltorio libre de bacterias.

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Un invento de un estudiante de la Universidad Hebrea de Jerusalem que impide la contaminación de alimentos gana el Premio Kaye de Innovación. Comer frutas y verduras es bueno para tu salud, pero a veces hay que pagar un precio: las enfermedades causadas por biofilms bacterianos que se adhieren a los embalajes durante el envío.

Ahora, un estudiante graduado en la Universidad Hebrea de Jerusalén ha descubierto una manera de atacar a las bacterias en el envasado de alimentos. El uso de un novedoso sistema de envasado para interrumpir la acción de las bacterias, le da a este invento un enorme potencial comercial.

El estudiante, Michael Brandwein, es investigador bajo la supervisión del Profesor Doron Steinberg, del Laboratorio de Investigación Dental de la Facultad en la Universidad Hebrea.

Brandwein era uno de los dos estudiantes de posgrado que se postularon al Premio Kaye de Innovación Durante la reunión anual de la 77th Junta de Gobernadores el 11 de junio.
Brandwein recibirá su título de maestría en ciencias biomédicas en la Universidad Hebrea este año.

Una biopelícula o biofilm es un ecosistema microbiano organizado, conformado por uno o varios microorganismos asociados a una superficie viva o inerte, con características funcionales y estructuras complejas. Este tipo de conformación microbiana ocurre cuando las células planctónicas se adhieren a una superficie o sustrato, formando una comunidad, que se caracteriza por la excreción de una matriz extracelular adhesiva protectora.

Biopelículas bacterianas son un problema cada vez más importante en la industria alimentaria, especialmente para los productos frescos. Los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades informaron recientemente que las enfermedades transmitidas por los alimentos causan un estimado de 48 millones de enfermedades cada año sólo en los Estados Unidos, de los cuales 45% son causadas por bacterias.

Una biopelícula puede contener aproximadamente un 15% de células y un 85% de matriz extracelular. Esta matriz generalmente está formada de exopolisacáridos, que forman canales por donde circulan agua, enzimas, nutrientes, y residuos. Allí las células establecen relaciones y dependencias: viven, cooperan y se comunican a través de señales químicas (percepción de quórum), que regulan la expresión de genes de manera diferente en las distintas partes de la comunidad, como un tejido en un organismo multicelular.

Para adaptarse a la biopelícula, las bacterias hacen cambios importantes en su estructura y metabolismo. Los avances en proteómica y genómica han permitido identificar genes y proteínas que se encienden y se apagan a través de las diferentes etapas de desarrollo de la comunidad. La expresión génica de las biopelículas es bastante distinta a la de las células planctónicas ya que los requerimientos y organizaciones son muy diferentes y es necesaria una sincronización de eventos para vivir en comunidad; bastantes estudios han tratado de dilucidar cuales son los cambios y las ventajas de este tipo de organización respecto a la vida planctónica.

Ya que crecen en cualquier superficie en donde se adhieren, las biopelículas están asociadas a la naturaleza crónica de infecciones como las que se presentan en los pulmones de pacientes con fibrosis quística, se ha encontrado que más del 60% de las infecciones bacterianas, son causadas por biopelículas. Por este motivo, han sido ampliamente estudiadas y se consideran una amenaza clínica contundente ya que son capaces de crecer en catéteres e implementos médicos y quirúrgicos.

Los países industrializados han experimentado un aumento en la demanda de productos frescos dados los beneficios de comer frutas y verduras. Pero las preocupaciones de salud pública sobre los productos frescos son muchos, especialmente a causa de que estos productos son consumidos sin cocinar.
Innumerables microorganismos, incluyendo bacterias que causan enfermedades, los alimentos y los envases se adhieren a las superficies y formar biopelículas en un proceso complejo y multifacético.

¿Cómo deshacerse de los biofilms? Recientemente se ha descubierto que las bacterias realmente hablan la uno a la otra, en un proceso llamado detección de quórum. Esta diafonía es uno de los factores que regulan la formación de biopelículas.

El control de la producción o la integración de estas moléculas puede prevenir la precaución las bacterias de coordinación para crear un biofilm.

En ese sentido, Brandwein ha incorporado una nueva molécula sintetizada en la Universidad Hebrea, llamada TZD, en el envasado de alimentos anti-biopelícula. En el Laboratorio de Investigación de biopelículas la molécula ha interferido con éxito en la formación de biopelículas por bacterias y hongos. También se ha probado con éxito la capacidad de prevenir las biopelículas en los sistemas de aguas recicladas.

Brandwein ha centrado la investigación en cajas de cartón corrugado ya que es el medio de transporte de la gran mayoría de los productos agrícolas frescos. La tecnología se ha incorporado con éxito en polímeros acrílicos específicos de la industria, destinados a cubrir el cartón corrugado usado en los productos frescos.

“Hemos demostrado que estos polímeros de extinción de quórum “reducen drásticamente la carga en cajas de cartón corrugado, lo que lleva a un método más saludable y eficiente de transporte de alimentos de hoy en día”, dice Brandwein.

La Universidad Hebrea, a través de su empresa de transferencia de tecnología, tiene patentes sobre el proceso, y ha firmado un acuerdo con BG Tech Kibbutz Beit Guvrin para su desarrollo y comercialización.

“Mientras millones de dólares se han gastado a nivel mundial para desarrollar polímeros antimicrobianos, nadie ha conseguido el desarrollo y comercialización de polímeros -anti-biopelículas de quórum.

Por lo tanto, podemos predecir que nuestro producto va a disfrutar de exclusividad durante muchos años “, dijo Brandwein. “Tenemos la visión de que nuestra tecnología se aplique a los envases de alimentos congelados, carne de ave y el envasado de carne y otras áreas dentro de la industria de envasado de alimentos.”

Algunos investigadores predicen un potencial de ingresos de los muchos millones de dólares. Además de abordar preocupaciones de salud,la prevención de la contaminación de alimentos tiene implicaciones económicas importantes al incrementar la vida útil de los productos.

Los productores son también una fuente potencial de ingresos, ya que las biopelículas bacterianas son también una fuente importante de la pérdida de cultivos después de la cosecha en todo el mundo, infectando a una amplia variedad de tejidos vegetales y por ello provoca la pudrición blanda bacteriana, lo que hace que la fruta o verdura no sean aptos para el consumo.

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