XIV CONGRESOde microBIOLOGÍAd e l o s A L I M E N T O SGirona,19-22 septiembre 2004

PROGRAMA FINALLIBRO DE RESÚMENES

Aminas biógenas en cárnicos fermentados: de un problema de seguridad a una cuestión de con-fianza

Sara Bover-CidUniversidad de Barcelona

En un principio se consideraba que todas las aminas biógenas (AB) eran componentes naturales de los alimentos o bien inhe-rentes al proceso de elaboración de ciertos productos. Actualmente, se acepta que su presencia en los alimentos, por lo menosen cantidades importantes, debe atribuirse a la acción bacteriana sobre la fracción proteica mediante reacciones de descarboxi-lación de aminoácidos precursores. En general, este proceso requiere la conjunción de diversos factores (11), como son: (a) eldesarrollo de microorganismos aminoácido-descarboxilasa positivos; (b) disponibilidad de cantidades suficientes de aminoácidosprecursores libres; (c) presencia de piridoxal 5’-fosfato, cofactor enzimático de la reacción de descarboxilación; (d) condicionesambientales favorables para la síntesis y actividad de las descarboxilasas (pH ácido, cierto grado de anaerobiosis, etc...).

El origen microbiano de las AB, y las consecuentes implicaciones sanitarias y tecnológicas, enmarcan a estos microcomponentesde los alimentos en el ámbito de la Seguridad y Calidad alimentarias. La investigación entorno a las AB ha experimentado unaimportante evolución desde sus inicios, en los que preocupaba la visión toxicológica, hasta la actual perspectiva multidisciplinar quí-mico-microbiológica, en la que prevalece el interés que pueden tener estas sustancias como indicadoras de deterioro, ya que suausencia sería un atributo de calidad o una mejora de un producto.

Las AB se pueden encontrar en una amplia variedad de alimentos, siendo principalmente los pescados y los quesos los produc-tos más relacionados con la presencia de elevados contenidos de histamina y tiramina respectivamente (14). Sin embargo, se haprestado relativamente poca atención a los productos cárnicos a pesar de que existen datos que señalan que en conjunto pue-den tener cantidades tanto o más importantes que los pescados y quesos. Ciertamente, la elaboración de productos cárnicos fer-mentados ofrece los requisitos necesarios para la formación de AB: se produce el crecimiento de una gran diversidad de micro-organismos potencialmente aminogénicos, un cierto grado de proteolisis que aumenta la disponibilidad de aminoácidos precur-sores, así como una acidificación que parece favorecer las reacciones de descarboxilación. La actividad aminogénica microbianapuede estar relacionada, a priori, con procesos fermentativos propios de la elaboración del producto, también puede ser conse-cuencia de la degradación de las materias primas utilizadas para su elaboración.

Los trabajos realizados sobre aminas biógenas en productos cárnicos fermentados indican que existe una amplia variabilidad cualiy cuantitativa en los contenidos (2, 17). Sin embargo, a parte de la presencia más o menos constante de las poliaminas endóge-nas (espermidina y espermina), la tiramina es la amina más importante en estos productos y sus valores promedios en los traba-jos publicados se sitúan entorno a los 100 – 200 mg/kg. Sin embargo, los niveles de tiramina pueden llegar a más de 700 mg/kgen algunos casos, a menudo acompañados de cantidades notables de otras AB minoritarias como feniletilamina y triptamina.Generalmente, la acumulación de tiramina se da principalmente en las primeras etapas de la elaboración asociada al desarrollo dela flora láctica fermentativa y al descenso del pH, por lo que la presencia de cantidades relativamente bajas de tiramine en embu-tidos fermentados podría ser prácticamente inevitable. La putrescina suele describirse como segunda amina desde el punto devista cuantitativo, y generalmente de aparición más tardía. Por otra parte, la cadaverina y la histamina presentan mayor variabilidadque las anteriores aminas. Los contenidos promedios suelen ser bajos y en muchos casos ni se detectan, especialmente la hista-mina. Cabe destacar que ocasionalmente estas aminas pueden acumularse en cantidades importantes, asociadas a recuentos ele-vados de enterobacterias, superando a la putrescina e incluso a la tiramina (8, 16).

La gran variabilidad observada en la distribución de aminas biógenas es atribuible no sólo a los diferentes tipos de productos fer-mentados y a los diferentes procesos tecnológicos que apliquen los fabricantes, sino que también hay diferencias cuando se com-paran lotes de producción de un mismo tipo de producto y fabricante. En efecto, en productos cárnicos fermentados la amino-génesis es el resultado de una compleja interacción de factores que influyen en la presencia y en la acitividad (proteolítica y ami-nogénica) de diferentes microorganismos, tanto de los involucrados en el proceso fermentativo como de los provenientes de con-taminaciones. Es evidente y ampliamente reconocido el importantísimo papel que juega la calidad higiénica de las materias primas,pues de ella depende la carga inicial de microorganismos contaminantes. Así, la presencia de cadaverina e histamina, al menos encantidades importantes, podrían indicar un estado higiénico de las materias primas no óptimo (6, 16).

La inoculación de cultivos iniciadores de la fermentación parece, a priori, una de las herramientas tecnológicas más interesantespara reducir la aminogénesis por parte de la flora espontánea. No obstante, no todos los microorganismos son igualmente efica-ces, pues además de carecer de actividad aminoácido-descarboxilasa, deberían ser competitivos en las condiciones particulares defermentación de cada producto.

Nuestro grupo de investigación ha llevado a cabo diversos estudios sobre el potencial papel protector de diferentes cultivos ini-ciadores frente a la acumulación de AB durante la elaboración de Fuet. Se estudiaron distintos procesos de elaboración de Fueta partir de las mismas materias primas, formulación y condiciones de fermentación-maduración, pero variando el tipo de cultivoiniciador. Los cultivos iniciadores estudiados fueron cepas de lactobacilos y/o estafilococos aisladas de productos cárnicos fer-

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mentados. Se realizaron estudios comparativos de forma que en uno de los lotes de producción no se adicionaba cultivo inicia-dor para ser considerado como lote control de fermentación espontánea.

De los resultados de estos trabajos, se destaca como una de las conclusiones más significativas que la inoculación de cualquierade los cultivos iniciadores seleccionados es útil para reducir considerablemente la formación de aminas biógenas. El efecto delos cultivos se traduce en una reducción pero no en una modificación del perfil de las aminas, puesto que tiramina, putrescinay cadaverina se mantuvieron siempre como aminas mayoritarias. El grado de protección del cultivo, expresado como el por-centaje de reducción de los contenidos de AB formados en los productos comparación con el correspondiente control defermentación espontánea, varió entre un 25% y un 95%, dependiendo del starter y de la amina considerada.

Cabe destacar en concreto que la adición de la cepa L. sakei CTC494 (no formadora de aminas in vitro) resultó muy efectivapara reducir el contenido de las principales aminas (tiramina, putrescina y cadaverina), y para inhibir totalmente la formaciónde b-feniletilamina, triptamina e histamina por parte de la microbiota inicialmente presente en las materias primas (4). La reduc-ción observada en la acumulación de aminas biógenas (90-95%) fue cuantitativamente más importante que las descritas entrabajos previos (9, 10, 13, 15). La reducción pudo apreciarse, aunque menor, incluso al utilizar lactobacilos aminoácido-des-carboxilasa positivos como la cepa L. curvatus CTC371. Cabe señalar que la efectividad protectora de la cepa L. sakei CTC494se pierde si se utiliza como materia prima carne con elevados recuentos microbianos (7). Este hecho representa, sin embargo,una ventaja adicional para el uso de este starter, ya que en ningún caso debería ser aceptado un ingrediente o procedimientoque enmascarase un mal estado de las materias primas.

Las cepas de L. sakei y L. curvatus de origen cárnico presentan una buena tolerancia a la acidez, se adaptan a las condicionesde anaerobiosis y crecen bien a las temperaturas relativamente bajas (15 – 22 ºC) aplicadas para la elaboración de los pro-ductos cárnicos fermentados estudiados, siendo por tanto microorganismos con capacidad para dominar los procesos fer-mentativos e inhibir la actividad aminogénica de la microflora presente. Por ello, las cepas de las especies de L. sakei y L. curva-tus fueron mucho más efectivas para reducir la acumulación de aminas biógenas durante la fermentación de productos cárni-cos fermentados que los starters de otras especies de lactobacilos, pediococos, estafilococos o micrococos.

Las cepas de estafilococos proteolíticas también se tradujo en un cierto grado de protección (3). El empleo de starters mix-tos, debidamente seleccionados y compuestos por estafilococos y lactobacilos competitivos, ambos sin la capacidad para des-carboxilar aminoácidos, ofrece las ventajas de los dos grupos microbianos: permiten beneficiarse de la contribución positiva delos estafilococos proteolíticos sobre las cualidades organolépticas del producto acabado, así como de las propiedades tecno-lógicas (competencia, producción de ácido láctico, inhibición de patógenos) que presentan los lactobacillos, evitando al mismotiempo, la producción de cantidades significativas de aminas biógenas por parte de la flora espontánea (5).

En principio debe admitirse que las AB de los productos cárnicos en general, y los fermentados en particular, representan parala población en general una preocupación menor en el ámbito de la seguridad alimentaria, especialmente en comparación conlos actuales problemas relacionados con los patógenos emergentes. Sin embargo, como apuntan Bodmer et al. (1), la pobla-ción susceptible a sufrir intolerancias alimentarias, justifica el reto de la industria alimentaria de elaborar productos con nivelesde AB lo más bajos posible. Además, el interés del estudio de las AB en los alimentos se ha visto renovado en un contextocomo el actual en el que se persigue la optimización del procesado de los alimentos para obtener la máxima calidad y segu-ridad. Según los conocimientos actuales, no hay ningún efecto positivo atribuible a la presencia de AB y en cambio que si quehay un potencial efecto negativo para la salud de los consumidores en general o para los más susceptibles. Por tanto, siempredentro de lo razonablemente posible, debe considerarse positivo su control en los alimentos. El desarrollo de procedimientosde Análisis de Peligros y Puntos Críticos de Control (APPCC) supone un interesante enfoque para evitar la presencia y la acti-vidad de enzimas aminoácido descarboxilasa de origen microbiano y, en definitiva, controlar la acumulación de AB durante laelaboración de productos cárnicos fermentados.

Referencias1. Bodmer S, Imark C, Kneubuhl M (1999) Biogenic amines in foods: Histamine and food processing. Inflamation Res, 48(6): 296-300.2. Bover-Cid S, Schoppen S, Izquierdo-Pulido M,Vidal-Carou MC (1999) Relationship between biogenic amine contents and thesize of dry fermented sausages. Meat Sci, 51: 305-311.3. Bover-Cid S, Izquierdo-Pulido M,Vidal-Carou MC (1999) Effect of proteolytic starter cultures of Staphylococcus spp. on thebiogenic amine formation during the ripening of dry fermented sausages. Int J Food Microbiol, 46: 95-104.4. Bover-Cid S, Hugas M, Izquierdo-Pulido M,Vidal-Carou MC (2000) Reduction of biogenic amine formation using a negativeamino acid-decarboxylase starter culture for fermentation of fuet sausage. J Food Prot, 63(2): 237-243.5. Bover-Cid S, Izquierdo-Pulido M,Vidal-Carou MC (2000) Mixed starter cultures of lactobacilli and staphylococci to reducebiogenic amine production during ripening of dry fermented sausages. J Food Prot, 63(11): 1556-1562.6. Bover-Cid S, Izquierdo-Pulido M,Vidal-Carou MC (2000) Influence of hygienic quality of raw materials on biogenic amine pro-duction during ripening and storage of dry fermented sausages. J Food Prot, 63(11): 1544-1550.7. Bover-Cid S, Izquierdo-Pulido M,Vidal-Carou MC. (2001) Effectiveness of Lactobacillus sakei starter culture in the reduction

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