CÓMO EVALUARLA CALIDAD DE AGUA Y MATERIALES ORGANICOS PARA CUMPLIR CON
FESMA Y GLOBALGAP
DESDE QUE, 2016, entró en vigencia la nueva normativa de seguridad de alimentos ESMA, (Food Safety Modification Act), los exportadores de frutas y hortalizas a Estados Unidos, han tenido que realizar diferentes ajustes en la producción e implementar diferentes controles y seguimiento tanto en pre como en postcosecha, para cumplir con la norma que busca garantizar la inocuidad delos productos, lasalud de los consumidores y prevenir brotes
de enfermedades transmitidas por alimentos (ETASs, por sus siglas en inglés). Según el Centro de Control y Prevención de Enfermedades (CDC), de la FDA de Estados Unidos, en el estudio titulado “Qualitative assessment of risk to public health from on-farm contamination ofproducts”, entre 19732014, los brotes de ETA fueron “ausados por una amplia variedad de agentes patógenos, incluidas bacterias como Salmonella,
Escherichia coli (E. Coli) 0157: H7, no 0157: H7 productora de toxinas Shiga (STEC) y Listeria monocytogenes, virus como hepatitis A o norovirus, y parásitos como Ciclospora cayetanensis. Estos organismos estuvieron asociados a hospitalizaciones y muertes, en algunos casos, de personas que consumieron vegetales de hoja, frutas (incluido jugo), nueces y otros productos (Tabla 1). Por estas razones nacen, a finales de los años 90, iniciativas en diferenMARÍA MERCEDES MARTÍNEZ PHD RODRIGO ORTEGA BLU PHD UNVERSIDAD TÉCNICA FEDERICO SANTA MARÍA
TABLA 1 PATÓGENOS ASOCIADOS CON PRODUCCIÓN DE BROTES DEETAS EN ESTADOS UNIDOS 1998-2014 (CDC-FDA, USA, 2019)
Escherichia coli O157:H7 Bacteria Espinacas, lechugas, ES Baja (menos de 100 células) y germinados
Escherichia coli STEC O145 Espinacas, lechugas, nueces
y O104 Bacteria y germinados Agua.. Cebollas verdes (cebollín), fresas. Virus hepatitis A(VHA) Virus y frambuesas congeladas Materia fecal humanos Listeria monocytogenes Bacteria Alimentos congelados / refrigerados
células, dependiendo de la edad y salud de la víctima
Alimentos melón, lechuga, perejil 10-200 células, g y melaza y agua materia fecal humanos
Presentes en estiércol fresco Germinados pasados, frambuesas, y agua contaminada, lechuga, albahaca, guisantes sobreviven largos periodos de tiempo
Melones, brotes, almendras crudas,
Salmonella entérica Bacteria mangos, pimientos y germinados
Cryptosporidium parvum, Cyclospora cayetanesis, Parásitos Giardia lamblia
** seis subespecies que contiene más de 2, 700 serotipos.
Tes partes del mundo para controlar y garantizar la inocuidad de los productos.
NORMATIVAS INTERNACIONALES Global GAP (Good Agricultural Practices) es una iniciativa que aparece en 1997, entre productores y supermercados europeos, preocupados por la inocuidad de los alimentos, la salud y bienestar de los trabajadores y consumidores; denominada en principio y que se
convirtió en un sistema de certificación mundial para las Buenas Prácticas Agrícolas (BPA) reconocida por la Iniciativa Mundial de Seguridad Alimentaria Global GAP incluye la totalidad de la producción agrícola, reduciendo los riesgos de dicha producción y aportando una herramienta de seguridad para el consumidor. La certificación Global Gap incluye la Norma para el Aseguramiento Integrado de Fincas cubre las Buenas Prácticas para la producción agrícola, acuícola, pecuaria y hortofrutícola. También cubre otros aspectos de la producción de alimentos y la cadena de suministro, tales como la cadena de custodia y la fabricación de alimentos para animales De forma más reciente, entró en vigencia la Modernización de Seguridad Alimentaria de la FDA, y laregla deseguridad decalidad(FDA 2015) como parte del mecanismo de implementación, en laquese describen normas mínimas basadas en la ciencia, para el cultivo, la cosecha, el envasado y la conservación seguros de frutas y verduras cultivadas para el consumo humano. Aunque la regla entró en vigencia en enero 2016, las inspecciones de rutina asociadas con la regla de Seguridad de los Productos se iniciaron en la primavera-verano de 2019 para dar tiempo a los productores a recibir asistencia técnica y planificación. Los requerimientos básicos de la regla de seguridad FESMA-FDA, incluyen controles de agua de uso agrícola, enmiendas orgánicas de suelo, entrenamiento a personal, higiene y salud del personal, equipos y herramientas, animales domésticos y precosecha, cosecha, empaque, almacenamiento y registros, todo ello basado en el conocimiento sobre rutas de transferencia de patógenos hacia y sobre producto. La FDA resume las rutas de contaminación formas (Figura 1).
FIGURA 1 LAS CINCO RUTAS CONTAMINACIÓN EN TERRENO
o Ue implementos
ea
Trabajadores
AGUA Ll agua puede ser una importante ruta de contaminación por patógenos en el campo y después de la cosecha. En campo, la contaminación puede provenir de la escorrende pastoreo y lotes de alimentación cercanos agrietados o inundaciones, aguas residuales sin tratar y aguas superficiales contaminadas con materia fecal. Sin embargo, la presencia y supervivencia de patógenos en las aguas superficiales de riego es dinámica, a menudo muestra variación estacional debido a cambios en la temperatura, precipitación, exposición a los rayos UV, disponibilidad de nutrientes, competencia y pH entre otros. No obstante, algunos patógenos (por ejemplo, Salmonella) parecen estar mejor adaptados a largo plazo y presentan
mayor supervivencia acuática que otros como Shigella sp. Además de la fuente y la calidad del agua, el tipo de sistema de riego es importante (goteo, aspersión osuperficial). Estudios realizados por Mitra et al. (2009), demostraron que coli 0157: H7 sobrevivió más tiempo, en un estudio de cámara de crecimiento, en superficies foliares de espinaca cuando se introduce através de gotas de agua aéreas que en
las raíces, cuando se introduce por
infiltración del suelo. Sin embargo, la relación opuesta se demostró en el caso de Campylobacter jejuni en espinacas y rábanos cultivados en cámaras de crecimiento, donde las tasas de supervivencia en los sistemas de raíces fueron significativamente más altas queen hojas. De uso de aguas residuales, ninguna normativa permite
el uso de agua residual domiciliaria sintrataren riego agrícola.
AGUA EN FSMA Y GLOBAL GAP ara FSMA y Global Gap, la calidad del agua que entra en contacto con el alimento no debe solo ser buena sino verificable microbiológicamente, sobre todo para actividades como lavado de manos, riego de germinados, cosecha, hielo y actividades de empaque y almacenamiento donde ocurre contacto directo con el producto (por ejemplo, lavado, enfriamiento) o indirecto (contacto con superficies que estarán en contacto con alimentos). Lascondiciones de alta humedadno solo favorecen la supervivencia de los patógenos, sino que son propicias parasupropagación. Respecto a la calidad microbio-
Lógica del agua empleada en riego o durante las labores agrícolas, así como aquella que entrará en contacto con productos de consumo en fresco, se tendrá en cuenta la media geométrica (GM) derecuentosde£. Colí genérica y su valor umbral estadístico (STV), datos que se toman a partir de los resultados de muestreos deaguaeneltiempo (20 muestras/4años) (Tabla 2). En el agua de riego debe estar ausente Salmonella mientras que en el agua que se emplee en lavado de manos (pre y postcosecha), lavado de producto, limpieza de superficies, actividades postcosecha deben estar ausentes tanto Salmonella como E. Coli. Si alguno estuviera presente en las muestras el agua deberá tratarse con productos de desinfección que aseguren la reducción en 0. 5 log/ día. Sino funciona en 7 días, deberá evaluarse otro producto. En el caso del agua deriego, el no cumplimiento del estándar no implica necesariamente que no se pueda utilizar; solo cambia el tiempo de uso antes de cosecha (hasta 4 días) pues se estima que su aplicación al suelo, reduce la concentración de £. Coli, en0. 5log/día. ¿n el siguiente ejemplo, se presenta el cálculo de la media geométrica y el umbral estadístico, además del efecto que tendría la aplicación del agua de riego dos días antes de cosecha.
TABLA 2 FRECUENCIA Y REQUISITOS PARA ANÁLISIS DEAGUAS USADAS EN RIEGO FSMAGLOBAL GAP
No requiere si hay certificados | GM : <126 UFC de £. Coli genérica /100 mL de agua
Superficial 20 muestras / 4 años, cercano a la cosecha STV: < 416 UFC de £. Coli genérica / 100 mL de agua
Salmonella : ausente
4 muestras / ler año para hacer la línea base Luego1muestra/ año y 3recientes a la cosecha para completar el grupo de 4. Muestra resulta positiva para £. Coli deberá aumentar el grupo a 6.
TABLA 3
EJEMPLO DE ANÁLISIS DE AGUAS PARA E. COLI (adaptado de Produce Safety Alliance, Universidad de Cornell, 2019).
Ño | Muestra | E. Coli (UFC/100 mL) log (UFC/100 mL)
11863 2, 415 2, 954 2, 146 3, 740 2, 079 3, 362 22090 2, 708
3, 079 2, 041 2, 462 3, 522 2, 542 3, 204 2, 079 2, 431 1826 2, 542
E 2 2 Z 2 3 3 S Ss S 4 4 4 4 4
Promedio 2, 549
Supongamos que en un período de cuatro años se colectan veinte muestras de agua de riego con los siguientes recuentos de £. Colí (Tabla 3). A cada valor de análisis se le aplica logaritmo en base 10. Por ejemplo, para la primera muestra del año 1 sería log (73)=1, 863 y así sucesivamente. Posteriormente, se promedian loslogaritmosysecalcula su desviación estándar. En Excel seutilizanlas Funciones =Promedio O y Desvest. MO. Enestecasoel promedio corresponde a 2, 549 y la desviación estándar a0, 547. Ara calcular la media geométrica (GM), se aplica el antilogaritmo al promedio de los logaritmos. En este caso, como el logaritmo es base 10, la media geométrica es igual a 354 UFC/100 mL. Este valor se redondea a un dígito significativo, es decir 350 UFC/100 mL. Es un valor que sobrepasa ampliamente el límite de126 UFC/100mL establecidoenlanorma. Por otra parte, el valor umbral estadístico (STV) establecido en la norma corresponde básicamente al límite superior del intervalo de confianza, para el promedio, considerando que la desviación estándar delapoblaciónes conocida, es decir: log STV=promedio (log UFC/100 estándar (log UFC/100mL) Ll valor 1. 282 es una constante que se obtiene de la distribución normal estándar al 90%, para una cola. Enel caso de Excel sería =INV. NORM. ESTAND(0. 9). log STV=2, 549+1. 282*0, 547=3, 250 ara obtener el valor umbral estadístico (STV) se aplica el antilogaritmo al valor obtenido, 103,250 ) -1778 UFC/100 mL. Este valordeberedondearsea significativos, quedando en 1. 800 UFC/100 mL. Este valor sobrepasa ampliamente el STV establecido en la normade416 UFC/100 mL.
A pesar de estos resultados aún sería posible utilizar esta agua, aplicando algunas de las medidas correctivas establecidas en la propia norma FSMA. Una de ellas es la reducción de la carga microbiana entre la última aplicación de agua y la cosecha, a una tasa de 0, 5 log/día, hasta por cuatro días. Esta reducción diaria de 0, 5 log/día es equivalente a los porcentajes presentados en la Tabla 4. Así, por ejemplo, si mediara un día entre la aplicación del agua y la cosecha, el valor de lamediageométrica sería: GM=354 UFC/ 100 mL
TABLA 4 REDUCCIÓN DE CARGA MICROBIANA SEGÚN TIEMPO DE APLICACIÓN PREVIO A COSECHA
Reducción Remanente Día % %
1 68.38 31.6 2 90.00 10.0
3 96.84 3. 2
4 99.00 10
*31.62 /100=112 UFC/100 mL, lo que redondeado a un dígito signifi'ativo es igual a 110 UFC/100 mL, cumpliéndose la norma. En el caso de valorumbral estadístico, el cálculosería:STV=1778 UFC/100 mL * 31.62 /100=562 UFC/100 mL. Es decir 560 UFC/100 mL, valor que estaría fuera de norma aún.
Similares resultados se obtienen si se utiliza la reducción logarítmica de 0, 5 log/día. Así, la media geométrica sería: log GM=2, 549-0, 5=2, 049, por lo tanto GM=10(2, 049)-]]2 UFC/100 mL, lo que redondeado nos da 110 UFC/100 mL. En el caso del valor umbral estadístico, el cálculo sería:
log por lo tanto es decir 560 UFC/100mL. ¿n este ejemplo, dado que no se cumplen los dos criterios con un día de tratamiento, debería mediar al menos dos días entre la aplicación del agua y la cosecha, así los valores y STYV serían: log GM=2, 549-2(0, 5)=1, 549, UFC/100 mL, es decir40 UFC/100mL log STV=3, 250-2(0, 5)=2, 250, STV=10(2, 250)-178 UFC/100 ml, esdecir180 UFC/100 mL Igualmente se hace énfasis en verificar la calidad microbiológica del agua con la que se preparan los tés usados en agricultura (té de compost o té de humus). De ahíque también debe verificarse la calidad del compost y vermicompost empleado para la fabricación del té.
OMS - GUÍAS PARA AGUA DE RIEGO La Organización Mundial de la Salud (OMS) ha desarrollado un marco recomendado para el uso seguro de aguas residuales en la agricultura de manera de reducir riesgos asociados con el consumo de cultivos crudos regados por aguas residuales. Sin embargo, estas pautas para alcanzar el objetivo basado en la salud no representan criterios específicos de calidad de agua para uso en productos particulares CTabla 5). Las pautas recomiendan sistemas de tratamiento que garanticen la calidad microbiológica, para alcanzar el objetivo final basado en la salud de las personas. La inocuidad microbiológica del agua de riego se puede lograr mediante unsistema detratamiento y desinfección de las aguas residuales (reducción de 7 logs), seguido de otras medidas de protección, como aplicación de las aguas residuales tratadas mediante riego por goteo (reducción de 2-4 log), inter- 'alos previos a la cosecha permitiendo la extinción microbiana en el campo después del riego (reducción de 0. 5-2 log por día) y lavado
TABLA 5 MARCO RECOMENDADO POR LA OMS PARA CALIDAD Y USO DE AGUA DE RIEGO
Coliformes Nématodos Grupo fecales
opuesto | mL)
Condiciones de uso
Cultivos de consumo crudo, campos deportivos, parques públicos
Trabajadores, consumidores, público
Cultivos de cereales y No hay
B forrajeros, praderas y | Trabajadores <] forestales Cultivos localizados C de la categoría B, sin No hay No hay No hay exposición de trabajacontacto exigencia exigencia dores, ni público TABLA 6
NORMATIVA DE SEGURIDAD REGLAMENTADA PARA ENMIENDAS BIOLOGICAS DE ORIGEN ANIMAL O MEZCLAFSMAGLOBAL GAP. FLECHA A LA DERECHA INDICA MAYOR RIESGO.
SO
Único oincluya Origen Diferente a animal restos de origen animal
Residuos Humanos
parcialmente traTratamiento Compostaje tado, recontaminado Tiempo de Sin intervalo 90-120**díasantes | Cercano ala aplicación previo a cosecha* de cosecha cosecha 1 da Sin contacto Con mínimo En contacto con la parte contacto con la con la parte Pp cosechable parte cosechable cosechable Compost estático: 55*C/ 3 días y posterior madurado Temperatura*** Compost no estático (volteo): 55*C / 15 días
no consecutivos, mínimo 5 volteos y posterior madurado
*USDA Organic; **FSMAGlobal Gap asegura enmienda tratada y que no existirá contacto con el producto; *** Alemania, Suiza, Colombia
De productos previo a consumo (1 reducción logarítmica).
ENMIENDAS BIOLÓGICAS DEL SUELO Las enmiendas biológicas del suelo incluyen cualquier material de (desechoscomo estiércol, cadáveres, camadeanimales, plumas, cáscaras de huevo, biosólidos, estiércol y excrementos de animales) o vegetal (podas, recortes de jardín material forestal sin tratar u otros desechos verdes), y se aplican a un campo de cultivo con el fin de mejorar las propiedades del suelo, como estructura, microbiota y nutrientes la productividad. Hace ya un tiempo que se reconoce que los patógenos pueden introducirse en la producción de frutas y verduras mediante la aplicación de estiércol o lodos de plantas de tratamiento como enmiendas del suelo. El tracto digestivo de los animales contiene un microbioma propio, que incluye bacterias del grupo coliformes fecales del tracto digestivo, dentro de las quese incluye Escherichia coli; sin embargo, también puede contener patógenos humanos, por lo que el uso de las enmiendas del suelo como insumo agrícola, enespecial, estiércol crudo o parcialmente compostado o el té de estos dos productos aumenta la probabilidad de que frutas y verdurasse contaminen. Los patógenos humanos están presentes en animales vivos, incluidos aquellos que solo muestran síntomas esporádicamente o que puedensertransmisores asintomáticos, como el ganado vacuno que puede albergar y arrojar £. H7, pero no estar enfermo o mostrar signos externos de infección, mientras que Salmonella es más común en aves como pollos en especial en sistemas de producción intensiva. Se ha demostrado que los desechos animales albergan muchos patógenos bacterianos (por ejemplo, Campylobacter, Salmonella spp. , E. Coli enterohemorrágica) y varios otros patógenos como los parásitos (p. Ej. , Cryptosporidium parvum,
helmintos), que pueden infectar a los humanos. Es por ello que en ninguna normativa es permitido el uso de estiércol crudo paraproductos agrícolas, y por ningún motivo, en tiempos cercanos a la cosecha. Los estándares para enmiendas orgánicas, obligan al uso de procesos físicos, químico o biológico científicamente validados para reducir los patógenos presentes, y permite el uso sin intervalos de aplicación restrictivos de forma tal que minimicen el potencial contacto con el producto. El compostaje es el tratamiento más común y mundialmente aceptado dentro de la normativa de inocuidad (FSMA, EU Organic, USDA Organic, JAS) para asegurar la inocuidad de las enmiendas, en especial cuando el material es de origen animal o contiene restos animales (Tabla 6). Implica la degradación biológica de las materias primas a través de muchas etapas sucesivas de descomposición por diversas poblaciones microbiológicas que producen calor y transforman los materiales hasta un producto similar al humus, químicamente estabilizado y homogéneo. En este proceso biológico la actividad metabólica de ciertos microorganismos puede reducir dramáticamente y rápidamente las poblaciones de patógenos a través delainactivacióntérmica, lacompetencia o la depredación. Go, debido a su naturaleza variable y la falta de un proceso estandarizado puede suponer tratamientos físicos como calor, ajuste de pH y saturación de amoníaco. Además el compost producido deberá cumplir con tiempos y temperaturas que garanticen la inocuidad del material, y el productor del compost deberá llevar los registros que validen la calidad del proceso (temperaturas y días de procesoTabla 5); calidad del material final (Coliformes fecales, E. Coli, y del almacenamiento en lugares frescos y protegidos para evitar contaminación cruzada. En
General, el proceso de compostaje deberá garantizar la inocuidad del material. Esta regla también se observa en las normativas nacionales decompost de diferentes países. LI té de compost en principio se obtiene a partir de compostinocuos y de alta calidad, que mediante un proceso de solubilización y mineralización, en corto tiempo, aportan C y otros elementos solubles así como microorganismos, al agua de proceso. El té se prepara para obtener nutrientes y microorganismos benéficos en forma concentrada y acuosa, lo que facilita su aplicación através del sistema de riego al suelo
o vía pulverización o nebulización a nivel filosférico. Sin embargo, si el material de origen no ha cumplido con los procesos de sanitización requeridos, el té podría ser un depósito, potencialmente significativo, de patógenos humanos. Algunos tés contienen “mejoradores” o “activadores” como la melaza, destinadaa mejorar el crecimiento de microorganismos benéficos; se ha demostrado que su uso aumenta las poblaciones de patógenos transmitidos por los alimentos en comparación con tés que notienen tales mejoras, incluso cuando la población inicial de patógenos era muy bajaen los materiales biológicos (aproximadamente 10 UFC /gdepesoseco). ¿n todos los casos, si el tratamiento no escontroladoyestandarizado lo suficiente, puede dar origen a la multiplicación de patógenos, aun cuando las poblaciones sean muy bajas, pues sentan alta prevalencia en los materiales (Tabla 7). Del mismo modo, la contaminación cruzada de enmiendas biológicas de origen animal con fuentes de patógenos humanos (por ejemplo, lodos biológicos no tratados, o parcialmente tratados, estiércol crudas de animales) puede conduciral crecimiento de patógenosen laenmiendatratada.
COMENTARIOS FINALES La inocuidad tanto del agua, usada para distintos fines, como de los materiales orgánicos usados en la producción de productos hortofrutícolas, es un aspecto fundamental en las nuevas normativas internacionales de seguridad de los alimentos. La recolección y manejo de datos de análisis microbiológicos, tanto en el agua como en los insumos orgánicos utilizados, es esencial para cumplir con las cada vez más estrictas normativas de los mercados de exportación, bajo el contexto de buenas prácticas agrícolas.
TABLA 7
PREVALENCIA Y SOBREVIVENCIA DE PATÓGENOS EN DIFERENTES
MATRICES AGRICOLAS en Sobrevivencia en plantas Sobrevivencia | Sobrevivencia en agua Salmonella 7, 9-100% 16-63 d 16-120 d 5-21 wk E. Coli enteropatógeno 0-22% 16-63 d 16-99 d (EPEC) Campylobacter 13.5 -73.9 % 16-63 d 8to>32d 2dto>60d e 0-65.4 % Desconocido 10d 6-448 d enterocolítica
Bhaaquri, Wesley, and Bush 200£, 2006, Nicholson 2005;USDA 2005, Hutchison etal. 2005, Cóté and Quessy 2005
