Métodos de detección de E. Coli en agua potable
Los métodos de detección de Escherichia coli en agua potable constituyen una de las principales herramientas para evaluar la calidad microbiológica del recurso hídrico y verificar la eficacia de los sistemas de tratamiento y desinfección. A través de técnicas como la filtración por membrana, el método de fermentación en tubos múltiples (NMP), los ensayos enzimáticos basados en sustratos cromogénicos o fluorogénicos, y métodos moleculares como la PCR, es posible identificar la presencia de este microorganismo indicador de contaminación fecal. La detección oportuna de E. coli permite prevenir la transmisión de enfermedades de origen hídrico y garantizar que el agua destinada al consumo humano cumpla con los criterios sanitarios establecidos.
Los métodos de detección de Escherichia coli en agua potable se basan en principios microbiológicos, bioquímicos y moleculares, y cada uno ofrece ventajas específicas en términos de sensibilidad, rapidez y aplicabilidad según el contexto del análisis.
La importancia de estos métodos se evidencia en diversos casos de contaminación hídrica registrados a nivel internacional. Uno de los episodios más conocidos ocurrió en Walkerton, Canadá, en el año 2000, donde la contaminación del suministro de agua con E. coli O157:H7 provocó más de 2,000 casos de enfermedad y al menos siete muertes. Este brote puso de manifiesto la necesidad de fortalecer los sistemas de monitoreo microbiológico y garantizar controles sanitarios eficientes en las redes de abastecimiento de agua potable.(https://www.who.int/emergencies/disease-outbreak-news/item/2000_05_30-en)
Otro ejemplo relevante ocurrió en Cabool, Missouri, Estados Unidos, donde la red de agua potable se contaminó con E. coli y otros microorganismos patógenos, ocasionando múltiples enfermedades e incluso muertes. En este caso, la detección microbiológica de E. coli fue fundamental para identificar la fuente de contaminación, detener la exposición de la población y aplicar medidas correctivas en el sistema de distribución de agua.
(https://journal.hep.com.cn/fesci/EN/10.1007/s11707-011-0206-x)
Debido a su importancia, E. coli ha sido ampliamente estudiada y actualmente hay diversos métodos para poder detectarla:
Filtración por membrana: La filtración por membrana es un método cuantitativo ampliamente utilizado para la detección de Escherichia coli en agua potable y agua residual, que consiste en pasar un volumen conocido de muestra (generalmente 100 mL) a través de una membrana estéril de 0.45 µm que retiene las bacterias presentes, mientras el agua es succionada por una bomba; posteriormente, dicha membrana se coloca sobre un medio de cultivo Endo, incubado a 35°C, permitiendo el crecimiento de colonias características que pueden ser identificadas visualmente y posteriormente confirmadas mediante una batería de pruebas bioquímicas; el resultado se expresa en UFC/100 mL, lo que permite cuantificar con precisión la carga bacteriana en la muestra, siendo un método altamente confiable y estandarizado a nivel internacional, especialmente adecuado para el análisis rutinario de aguas claras y con baja turbidez.
Número Más Probable (NMP): es un método estadístico de estimación de la concentración de bacterias (como E. coli )en agua, que consiste en inocular varias diluciones seriadas de la muestra en una serie de tubos con caldos de cultivo (Lauril), donde cada tubo contiene un indicador de fermentación como campana de Durham para detectar la producción de gas; tras el periodo de incubación a temperatura de 35°C, se registra la presencia o ausencia de crecimiento bacteriano evidenciado por turbidez, cambio de color o producción de gas, y luego se confirman los tubos positivos traspasando un poco de la muestra a un medio de confirmación, con base en la combinación de tubos positivos en cada dilución al final de la fase de confirmación se consulta una tabla estadística estandarizada que permite estimar la densidad bacteriana expresada como NMP/100 mL; este método no cuantifica directamente microorganismos individuales, sino que realiza una inferencia probabilística del número de bacterias presentes en la muestra, siendo especialmente útil en aguas turbias, con alto contenido de sólidos o partículas que podrían obstruir la filtración por membrana, aunque presenta como limitación principal su menor precisión y mayor tiempo de análisis en comparación con métodos directos.
Método de sustrato definido (Colilert): es una técnica rápida y altamente específica para la detección simultánea de coliformes totales y Escherichia coli en agua, basada en la presencia de enzimas características de estos microorganismos, principalmente la β-galactosidasa (asociada a coliformes) y la β-glucuronidasa (altamente asociada a E. coli); el procedimiento consiste en añadir a la muestra de agua un reactivo en polvo o tableta que contiene sustratos cromogénicos y fluorogénicos definidos, como ONPG (o-nitrofenil-β-D-galactopiranósido) y MUG (4-metilumbeliferil-β-D-glucurónido), los cuales son metabolizados por dichas enzimas bacterianas durante la incubación (18–24 horas a 35–37 °C), produciendo un cambio de color amarillo en presencia de coliformes y fluorescencia bajo luz ultravioleta en el caso específico de E. coli; con base en la combinación de celdas positivas se consulta una tabla estadística estandarizada que permite estimar la densidad bacteriana expresada como NMP/100 mL; este método permite una lectura estadística de resultados sin necesidad de aislamiento en agar ni confirmaciones bioquímicas extensas, reduciendo significativamente la manipulación técnica, el riesgo de contaminación cruzada y el tiempo de análisis, lo que lo convierte en una herramienta muy utilizada en monitoreo rutinario de agua potable y en laboratorios que requieren resultados rápidos y confiables.
Medioscromogénicos: son medios de cultivo sólidos formulados con sustratos específicos que permiten la detección e identificación presuntiva de Escherichia coli y otros coliformes a partir de reacciones enzimáticas que generan compuestos coloreados visibles, siendo su principio fundamental la actividad de enzimas bacterianas como la β-galactosidasa y la β-glucuronidasa, las cuales hidrolizan sustratos artificiales incorporados en el medio, liberando cromógenos que producen colonias con colores característicos diferenciables a simple vista tras un período de incubación de aproximadamente 18–24 horas a 35–37 °C; en este tipo de medios, los coliformes totales suelen desarrollarse con tonalidades específicas (por ejemplo, rosadas o rojas dependiendo del formulado), mientras que E. coli se distingue por colonias de color azul intenso, violeta o azul oscuro, lo que facilita su identificación directa sin necesidad de pruebas bioquímicas iniciales complejas, aumentando la rapidez del análisis y reduciendo la incertidumbre en la lectura de resultados; además, estos medios suelen incluir inhibidores selectivos que suprimen el crecimiento de bacterias no objetivo, mejorando la especificidad del método, y pueden complementarse con luz UV para confirmar fluorescencia en ciertas formulaciones, lo que refuerza aún más la identificación de E. coli; por su alta precisión visual, facilidad de interpretación y capacidad de diferenciar simultáneamente grupos bacterianos, los medios cromogénicos son ampliamente utilizados en laboratorios de control de calidad de agua potable, plantas de tratamiento y análisis de cumplimiento normativo, especialmente como método de confirmación o como alternativa moderna a técnicas más tradicionales como la filtración por membrana en medios no diferenciales.
¿No sabes qué método utilizar?
El tipo de método a utilizar depende del tipo de agua, urgencia de los resultados y el volumen de muestras.
Por ejemplo, cuando se trata de agua con alta turbidez o con partículas en suspensión, el método NMP resulta el más adecuado.
En situaciones donde se procesen grandes cantidades de muestras y se requieren los resultados casi de manera inmediata, el método de sustrato definido, o colilert es la mejor opción.
Por otro lado, cuando se requiere un resultado altamente preciso, o analizar volúmenes de agua que superen los 100mL, especialmente en estudios de investigación, se recomienda la filtración por membrana, debido a su exactitud en el recuento directo y su alto respaldo normativo.
¿Dudas generales sobre el muestreo microbiológico de superficies?
¿Por qué es importante analizar E. coli en agua potable? Porque E. coli es un indicador de contaminación fecal. Su presencia sugiere posible ingreso de patógenos que pueden causar enfermedades gastrointestinales. La normativa nacional de agua envasada exige su ausencia en 100 mL de agua destinada al consumo humano.
¿Cuánto tiempo tardan los resultados?
Los métodos convencionales (tubos múltiples y membrana de filtración) tardan entre 2 a 4 días en emitir resultados y las metodologías rápidas (Colilert) tardan 18 horas.
La rapidez en la entrega de resultados depende de la metodología utilizada por el laboratorio.
¿Qué significa si el resultado es positivo? Indica contaminación fecal reciente y falla en el sistema de desinfección. Se deben implementar acciones correctivas inmediatas como revisión de cloración, limpieza de tanques o inspección de la red.
¿Con qué frecuencia se debe realizar el análisis? En Honduras no se encuentra definida una frecuencia específica para este tipo de monitoreo de agua potable. Sin embargo, la normativa para agua envasada establece lineamientos generales.
Cito textualmente: “Deben efectuarse pruebas periódicas al agua para determinar el mantenimiento de las características biológicas, químicas y físicas. La frecuencia de las pruebas se determinará en función de la evaluación hidrogeológica, la cantidad de agua captada y las pautas observables a lo largo del tiempo en cuanto al mantenimiento de las mencionadas características.”
Por lo tanto, la periodicidad queda sujeta a la evaluación técnica y al comportamiento histórico de la fuente de agua.
¿Qué sucede si el resultado cumple con la norma pero existen dudas sobre la calidad del agua?
Aunque el resultado indique ausencia de E. coli en 100 mL (criterio establecido en la normativa de agua envasada) y cumpla con la normativa, es recomendable evaluar el contexto completo del sistema de abastecimiento, incluyendo historial de monitoreo, condiciones de almacenamiento, integridad de la red y niveles de desinfectante residual. En la mayoría de los casos, es recomendable realizar análisis complementarios (coliformes totales, recuento heterotrófico y parámetros fisicoquímicos) para obtener una evaluación más integral de la calidad del agua.
Escrito por Dra. Dayana Rodríguez, Representante Comercial
Bibliografía
American Public Health Association. (2017). Standard Methods for the examination of Water and Wastewater: (2017). (n.p): American Water Works Association. (23° ed.)
Organización Internacional de Normalización. (2014). ISO 9308-1: Calidad del agua. Recuento de Escherichia coli y bacterias coliformes — Parte 1: Método de filtración por membrana. ISO.
Organización Internacional de Normalización. (2012). ISO 9308-2: Calidad del agua. Recuento de Escherichia coli y bacterias coliformes — Parte 2: Método del número más probable. ISO.
Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA). (2009). Método 1603: Escherichia coli en agua por filtración por membrana utilizando agar mTEC modificado. EPA-821-R-09-007.
Organización Mundial de la Salud. (2022). Guías sobre la calidad del agua potable (4.ª ed., con actualizaciones). OMS.
