Los Abonos de Estiércol

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Una perspectiva de seguridad alimentaria microbiana

El uso de estiércol añejado o abono derivado de estiércol de animal cumple una función importante en el reciclaje de nutrientes orgánicos, en el desarrollo de una estructura de suelo fertil y contribuye al manejo de los desechos. Un manejo aeróbico apropriado del estiércol resultará en un producto beneficioso para la fertilidad del suelo y seguro desde una perspectiva de seguridad microbiana de los alimentos. Aunque es baja la frecuencia con que ocurren epidemias de enfermedades asociadas con frutas y hortalizas frescas, está aumentado. El número de casos confirmados o sospechados de enfermedades asociadas con frutas y hortalizas frescas son muy pocas en comparación con los casos asociados con la carne y el pollo. La mayoria de los casos confirmados que involucran frutas y hortalizas son el resultado de prácticas inadecuadas de manejo al nivel del servicio de alimentos y del consumo en casa (FSIS-40, 1990; CDC, 1997; Harris, 1997). Sin embargo, la frecuencia de los casos esta incrementando y el aumento en el consumo de hortalizas no cocidas eleva el riesgo de exposición porque son limitados los controls durante el manejo. Aunque limitados en número, las encuestas sobre patógenos microbianos asociados con frutas y hortalizas han demostrado la posibilidad de la su asociación con los productos frescos tanto de importadas como de producción doméstica. (Garcia-Villanova Ruiz, et. al., 1987, Wells and Butterfield, 1997). Sin duda, las enfermedades acarriadas por alimentos han surgido como una preocupación mundial que impacta la producción, el processamiento, el mercado doméstico y de exportación y la confianza del consumidor en el abastecimiento de alimentos (Beuchat, 1996; CDC, 1997).

Las fuentes lógicas de enfoque en la cuestión de la contaminación ambiental de frutas y hortalizas por patógenos microbianos incluye el agua de riego y de procesos postcosecha y el estiércol y heces de animal. Existe documentación muy limitada sobre la contaminación-cruz de hortalizas frescas debido a la aplicación directa de estiércol, suspensiones de estiércol, o abono derivado de estiércol a los campos subsecuentemente sembrados con hortalizas. Sin embargo, dada el demostrado aumento de patógenos microbianos de concierne en la heces de animales y seres humanos, estamos muy preocupados con el posible reciclaje de estos patógenos en los sistemas de producción agrícola. Por ejemplo, se ha encontrado en los aguas de presa y recreativas y en fuentes de aguas usadas el riego de hortalizas Escherichia coli O157:H7, un patógeno enterohemmorrhágico potencialmente mortal (Ackman et. al., 1997). Ha sido detectado en el heces de muchos animales incluyendo vacas lecheras y de engorda, pollos (especialmente pollitos), corderos, cochinitos, niños, animales caseros, venados, jabalís, conejos, y aves acuarios.

El reciclaje de patógenos bacterianos y parásitos protozoanos desde animales a seres humanos a través del agua, de abonos de estiércol , del suelo y de los alimentos, ha creado un reto serio para productores, procesadores, y consumidores de frutas y hortalizas frescas. Investigadores en la Universidad de California, Davis y otras instituciones académicas, gubernamentales y privadas estan empezando a dirigirse a los conocimientos claves para entender la persistencia ambiental y los puntos de control para estos patógenos de concierne mundial. Es un punto crítico de control es la descomposición o preparación adecuada del abono de estiércol. Antes de empezar una discusión de la inactivación de los patógenos microbianos durante la descomposición del estiércol, debemos tener un mayor entendimiento sobre la naturaleza de un patógeno clave, E. coli O157:H7.

Escherichia coli O157:H7: Un organismo clave para las prácticas preventivas
E. coli O157:H7 es la sepa predomiante de un grupo de E. coli que producen toxinas. El E. coli común es un habitante ubiquo del intestino. Las formas toxigénicas, como son E. coli O157:H7 han sido un problema creciente desde su primera identificación en 1982 (Buchanan and Doyle, 1997; Feng, 1997). Aunque el número de casos registrados son mucho menores que los de Salmonella, el E. coli O157:H7 es más peligroso, produciendo la condición fatal Síndrome Hemolitico Urémico (Hemolytic uremic syndrome, HUS), la cual resulta en un completo paro renal. Un aspecto adicional del riesgo asociado con E. coli O157:H7 resulta del número tan reducido de celulas contaminadas requeridas para la infección. Los cálculos, basados en la evidencia epidemiológica reciente, varian, pero en general se concuerda que en individuos sensibles puede ser suficiente una cantidad menor de diez bacterias por gramo de alimento para causar una infección. Los sectores de la población en mayor riesgo son los muy jovenes, los ancianos, las mujeres embarazadas, y los individuos con sistemas inmunológicamente comprometidos. Con tan pocas celulas bacterianas necesarias, no es necesario que crece la bacteria sobre los cultivos infestados para la infección humana, lo cual contrasta con la mayoria de otros patógenos. Por lo tanto, la refrigeración durante el transporte y la distribución del producto cosechado no es un control suficiente para este grupo de patógenos. También, debido a la reducida dosis de infección, la ausencia de detección no es una aseguranza infalible de seguridad. La revisión de los monículos de abone, la tierra del campo, o del producto cosechado no es una medida práctica de control. El conocimiento de las carácteristicas y fuentes potentiales de este patógeno en sistemas de producción y de distribución de productos agícolas es uno de los principales e importantes elementos en el desarrollo de estrategias apropriadas y razonables para la reducción del riesgo microbiano.

Fuentes conocidas de E. coli O157:H7
Las vacas lecheras han designados como fuentes presuntas de E. coli O157:H7 que pueden transmitir a cultivos hortícolas a través de aerosoles, agua de superficie y abonos incompletamente transformados de estiércol (Cliver, 1997; Hancock et. al., 1997; Zhao et. al., 1995). Se ha demostrado que E. coli O157:H7 ha sobrevivido en el estiércol seco por más de sesenta días bajo un gama de condiciones ambientales y se ha encontrado en los efluentes de granjas vaqueras y de engorda cuyo proceso de descomposición al abono resulta incompleto. Esta persistencia en suelos enriquecidos con estiércol no ha sido bien caracterizada y es un tema de investigación actual en UC Davis. En el caso de esta sepa toxigénica y otros relacionados, se desconoce en gran parte su persistencia en suelos, su transferencia a y colonización posible en los tejidos vegetales.

La transferencia de E. coli O157:H7 de estas fuentes a las frutas y hortalizas cosechadas puede aparecer lógica y previsible, sin embargo, existen pocas pruebas documentadas de su comportamiento ambiental. Esta infomación será indispensable en el desarrollo de lineamientos para el manejo seguro de estiércol de animal y su aplicación a tierras de cultivo, en particular a los sistemas de producción de hortalizas.

Caractéristicas únicas de E. coli O157:H7
El E. coli O157:H7 y otras sepas relacionadas de E. coli son una amenaza a la humanidad por sus habilidades adqueridas de producir toxinas y otros factores virulentos (Buchanan and Doyle, 1997). Además, investigaciónes recientes han demostrado que esta sepa es más resistente a condiciones áridas, al congelamiento y a condiciones ácidas que el E. coli común. Los estréses ambientales que incapacitan el E. coli común son mejor tolerados por E. coli O157:H7.

Hay reportes preliminares que están dirigidos al tema de la sobrevivenca de Salmonella y E. coli durante la descomposición del estiércol (Droffner and Brinton, 1995; Pfaller et. al., 1994). Las temperaturas máximas alcanzadas durante la preparación del abono, 60°C (140°F) sostenidas durante tres semanas, son suficientes para matar estos microbios y se logra facilmente en un montículo bien ventilado (VanderGheynst et. al., 1997). Sin embargo, la uniformidad de la preparación del abono no ha sido bien investigada o documentada en las aplicaciones prácticas. Además, investigaciones preliminares demuestran que el recrecimiento de poblaciones indetectables es posible si el estiércol es incompletamente transformado en abono.

Todas las evidencias actuales sostenien el hecho de que los manejos y controls establecidos en la preparación de abono son suficientes para matar el E. coli O157:H7 y otros patógenos claves. Las correlaciones tiempo:temperatura para la inactivación térmica de estas bacterias son conocidas y deberían ser usadas como indices de la descomposición adecuada de montículos, camas o apilaciones de estiércol animal o abonos mezclados (Soldier and Strauch, 1991; Juneja et. al., 1997). Si la temperatura alrededor de las células alcanza 60°C (140°F) el tiempo pronosticado para la mortalidad de una población inicial de un million de células de E. coli o Salmonella por gramo de estiércol, seriá mucho menos que una hora. La inversión del material en descomposición es necesario para que todo alcanze las temperaturas máximas.

En el futuro, un area clave de investigación incluirá el desarrollo de bioindicadores prácticos, rápidos y ecónomicos de la seguridad microbiana de los abonos procesados.

Personnel de la Universidad de California Relacionados al Tema
Dean Cliver, Profesor, Escuela de Medicina Veterinaria; Seguridad microbiana de alimentos y salud de poblaciones. Tel: 530.754.9120
James Culler Director, Centro de Enseñanza e Investigación de la Escuela Veterinaria; Laboratorio de seguridad lactea de alimentos, Condado de Tulare. Tel: 209.688.1731
Linda Harris, Especialista en Extensión, Seguridad microbiana de alimentos; Departamento de Ciencia y Tecnología de Alimentos, UCDavis. Tel: 530. 754.9485
Deanne Meyer, Especialista en Extensión, Especialista en el Manejo de Desechos, Departamento de Ciencia Animal, UCDavis. Tel: 530.752.9391
Jean VanderGheynst, Profesor, Departamento de Ingeniería Biológica y Agrícola, Especialista en abonos, UCDavis. Tel: 530. 752-0989

Fuentes de Información Adicional
Abdul-Raouf, U.M., L.R. Beuchat, and M.S. Amman. 1993. Survival and Growth of Escherichia coli O157:H7 on salad vegetables. Appl. Env. Microbiol. 59: 1999-2006.

Ackman, D; Marks, S.; Mack, P; Caldwell, M; Root, T; Birkhead, G. 1997. Swimming-associated haemorrhagic colitis due to Escherichia coli O157:H7 infection: Evidence of prolonged contamination of a fresh water lake. Epidemiology and Infection. 119:1-8.

Beuchat, R.L., 1996. Pathogenic microorganisms associated with fresh produce. J. Food Protection. 59:204-216.

Buchanan, R.L. and M.P. Doyle, 1997. Foodborne disease significance of Escherichia coli O157:H7 and other enterohemmorrhagic E. coli. Food Technology. 51: 69-76.

CDC (Center for Disease Control). 1997. Food safety from farm to table: A new strategy for the 21st century. (http://www.cdc.gov/)

Cliver, D.O., 1997. Research and reason can minimize foodborne and waterborne illness. California Agriculture. 51: 8-14.

Diaz, C. and J.H. Hotchkiss. 1996. Comparative growth of Escherichia coli O157:H7, spoilage organisms and shelf-life of shredded iceberg lettuce stored under modified atmospheres. J. Sci. Food Agric. 70: 433-438.

Droffner, M.L. and W.F. Brinton. 1995. Survival of E. coli and Salmonella populations in aerobic thermophilic compost as measured with DNA gene probes. Zentralblatt fuer Hygiene und Umweltmedizin. 197: 387-397.

Feng, P. 1997. Escherichia coli Serotype O157:H7: Novel vehicles of infection and emergence of phenotypic variants. EID Vol 1: no.2.

FSIS-40. FSIS Facts; Bacteria that cause foodborne illness. 1990. USDA Food Safety and Inspection Service. Washington D.C.

Hancock, D.D., Rice, D.H., Herroitt, D.E., Besser, T.E., Ebel, E.D., and Carpenter, L., 1997. Effects of farm-manure handling practices on Escherichia coli O157:H7 prevalence in cattle. J. Food Protection 60: 363-366.

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Zhao, T., Doyle, M.P., Shere, J., and Garber, L., 1995. Prevalence of enterohemorrhagic Escherichia coli O157:H7 in the survey of dairy heads. Appl. Environ. Microbiol. 61: 1290-1293.

11/5/97
Preparado por: Trevor V. Suslow, Ph.D.
Especialista en Postcosecha
Departamento de Hortalizas
Universidad de California, Davis
(530) 754-8313; 752-4554 fax
tvsuslow@ucdavis.edu