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Control de biofilms en la industria alimentaria (II): protocolos de limpieza y desinfección

 

Introducción.

Los biofilms son estructuras complejas formadas por microorganismos que se fijan firmemente a una superficie mediante una matriz extracelular (conocida como EPS “extracelular polymeric substance” o exopolisacárido), generada por excreciones de los propios microorganismos y compuesta principalmente por polisacáridos y proteínas.

 

Los biofilms constituyen un foco crítico de contaminación, de difícil control y eliminación debido a su alta resistencia a los procedimientos de limpieza y desinfección.

 

La presencia de biofilms en las superficies alimentarias aumenta el riesgo de contaminación microbiológica de los alimentos procesados, pudiendo originar importantes problemas de seguridad alimentaria y generar elevados costes tecnológicos.

 

Control de los biofilms.

Dada la complejidad que supone el control de biofilms en la industria alimentaria, su prevención y eliminación debe tratarse con un enfoque multidisciplinar, no existiendo una solución única que garantice su control. Cualquier proceso de mejora dirigido al control de los biofilms debe considerar los siguientes aspectos:

  1. Diseño higiénico de instalaciones.
  2. Protocolos de limpieza y desinfección (L&D).
  3. Monitorización.
  4. Protocolos de eliminación de biofilm (en caso necesario).

 

BIOFILM CONTROL

 

Por lo tanto, el control de los biofilms en la industria alimentaria debe afrontarse desde la ingeniería para el diseño de instalaciones, la química para los protocolos de limpieza/desinfección y la microbiología para la monitorización del proceso.

 

En esta publicación vamos a analizar los aspectos mas relevantes para un correcto diseño de los protocolos de limpieza y desinfección de las instalaciones, tanto a nivel preventivo, para evitar la formación de biofilms, como curativo, en caso de aparición.

 

Protocolos de limpieza y desinfección.

La prevención y eliminación de los biofilms en la industria alimentaria requiere un enfoque sistemático que otorgue la máxima importancia a todos los factores que intervienen en su proceso de formación. Los procedimientos de limpieza y desinfección juegan un papel trascendental, tratándose como un conjunto de medidas y operaciones destinadas a eliminar los riesgos microbiológicos y físico-químicos que pueden ser causantes de contaminación del producto alimentario.

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Debido a la complejidad de la problemática de los biofilms, no debemos caer en el error de confiar en una solución “mágica”, centrando nuestro foco de atención sólo en la selección de un producto químico detergente específico para la eliminación de biofilm, y descuidando otros aspectos tan o más importantes, como son la correcta formación del personal de limpieza o la validación y verificación periódica de los procedimientos, aspectos que nos permitirán alcanzar unos niveles de higiene en planta adecuados para prevenir la aparición de biofilms. Es importante implementar una cultura de higiene a todos los niveles de la empresa, haciendo partícipes a todos los trabajadores, no sólo a aquellos que tienen contacto directo y habitual con el producto.

 

A nivel químico, teniendo en cuenta la gran oferta de productos detergentes y desinfectantes disponibles en el mercado, es importante considerar que no existe una solución única para afrontar el reto que supone la prevención y eliminación de los biofilms. Numerosos estudios han evaluado la eficacia de diversos tipos de productos y principios activos, cada uno de ellos con sus ventajas e inconvenientes. Será pues imprescindible conocer perfectamente las propiedades de cada producto, con el fin de diseñar correctamente los protocolos de L&D, definiendo las condiciones de trabajo (dosis de uso, tiempo de contacto, temperatura, sistema de aplicación) adecuadas para conseguir el máximo rendimiento.

 

Los detergentes enzimáticos (como ENZIVIX 30) son muy efectivos frente a las suciedades de origen proteico y polisacáridos que componen la EPS, pero pueden ser insuficientes para eliminar los restos de suciedad orgánica (principalmente grasas) presentes en la mayoría de industrias alimentarias. Así mismo, las enzimas por si solas, no tienen eficacia biocida, por lo que se hace imprescindible la correcta aplicación de un producto desinfectante tras el uso de un detergente enzimático. De no ser así, podríamos fragmentar el biofilm y conseguir un efecto negativo de contaminación de la superficie por dispersión de los microorganismos.

 

Las combinaciones de productos detergentes con compuestos de capacidad oxidante también han mostrado especial efectividad como eliminadores de biofilms. Detergentes alcalino-clorados de fase única (como VIXCLOR), así como combinaciones de limpieza mediante detergentes alcalinos (como VIXFILM) y desinfección mediante productos que combinen peróxidos y ácido peracético (como ASEPBACT) son altamente eficaces. Además, su composición a base de ingredientes alcalinos y tensioactivos, permite obtener elevados niveles de eficacia frente a los residuos más habituales en la industria alimentaria. El principal inconveniente de este tipo de productos es su corrosividad frente a metales blandos y algunos tipos de polímeros plásticos.

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La siguiente tabla, fruto de un estudio realizado por Proquimia[1], muestra la eficacia desinfectante, valorada a través de reducción de recuento de bacterias en superficie, de diversas etapas de procesos de L&D frente a un biofilm de Echerichia coli desarrollado artificialmente sobre superficie de acero inoxidable:

Tabla 1

Eficacia desinfectante por reducción de recuento de bacterias de diferentes etapas de limpieza/desinfección, frente a un biofilm de Escherichia coli sobre superficie de acero inoxidable.

 

Adicionalmente, las siguientes imágenes muestran el efecto de las anteriores etapas de limpieza y/o desinfección frente a la estructura del biofilm de Escherichia coli, mediante análisis por microscopia SEM:

 

Gráfico 1

Eficacia de diferentes etapas de limpieza/desinfección para eliminación de un biofilm de Escherichia coli sobre superficie de acero inoxidable.

-Imagen 1 – antes proceso de limpieza (biofilm de Escherichia coli desarrollado artificialmente sobre superficie de acero inoxidable).

-Imagen 2 – después protocolo alcalino (tecnología) film con enjuague. Se observa eliminación de biofilm y ausencia de bacterias.

-Imagen 3 – después protocolo limpieza enzimática con enjuague. Se ha eliminado biofilm, pero se observa presencia de bacterias aisladas.

-Imagen 4 – después protocolo alcalino-clorado con enjuague. Se observa eliminación de biofilm y ausencia de bacterias.

-Imagen 5 – después protocolo desinfección con dióxido de cloro con enjuague. Se observa presencia de biofilm y ausencia de bacterias.

 

Por lo tanto, en el momento de diseñar los protocolos de L&D de una instalación, disponemos de diversos productos químicos detergentes y desinfectantes que nos permiten garantizar la máxima eficacia del proceso, evitando de forma preventiva la formación de biofilms, así como actuar de forma correctiva cuando sea necesario:

  • Detergentes alcalino-clorados, como por ejemplo VIXCLOR, con tecnología espumante tradicional, o el VIXCLOR ULTRA, con tecnología film de elevada permanencia.Aplicados de forma correcta eliminan la suciedad orgánica resultante de procesos habituales. Los tensioactivos y componentes alcalinos ayudan a disminuir las cargas de adhesión de los biofilms y el cloro oxida proteínas y polisacáridos de la EPS, a la vez que ejerce un efecto biocida.
  • Detergentes alcalinos de elevada permanencia, como el VIXFILM. Su tecnología “film” permite aumentar los tiempos de contacto de la solución detergente con la superficie, especialmente eficaz en caso de de superficies verticales. Debe ir acompañado de una fase de desinfección para eliminar los microorganismos una vez se ha destruido el biofilm.
  • Detergentes enzimáticos, como el ENZIVIX 30. Contienen mezclas de enzimas que destruyen la EPS, permitiendo el acceso de las soluciones desinfectantes. Los detergentes enzimáticos eliminan de forma eficaz la matriz que protege a las células que forman parte del biofilm, pero no tienen efecto desinfectante, por lo que es vital la aplicación posterior de un producto desinfectante para eliminar los microorganismos y evitar que proliferen en otros puntos de la instalación (como PRODESIN SF o ASEP TA 35, con registro HA). Así mismo, este tipo de detergentes, por su formulación, eliminan la grasa de forma menos eficaz que los productos tradicionales. La tecnología enzimática presenta su máximo potencial para protocoles curativos frente a biofilms, así como para protocolos de L&D en instalaciones con materiales sensibles.
  • Desinfectantes en base a ácido peracético. Productos basados en la combinación de peróxido de hidrógeno, ácido acético y ácido peracético. Pueden contener tensioactivos para conseguir cierto efecto detergente y formación de espuma. Muy efectivos frente a biofilms, pero de baja capacidad detergente. Se recomienda su uso tras una fase alcalina.

 

Conclusiones.

La presencia de biofilms en la industria alimentaria puede originar importantes problemas de seguridad alimentaria y generar elevados costes tecnológicos. Las condiciones ambientales y los procesos de este tipo de industria favorecen su desarrollo, incrementando el riesgo de contaminación microbiológica de los alimentos procesados. Para evitarlo, debemos conocer sus mecanismos de crecimiento y tener a nuestra disposición las herramientas necesarias para prevenir su aparición y actuar de forma correctiva en caso de detectarlos en nuestras instalaciones.

 

La prevención y eliminación de los biofilms debe tratarse con un amplio enfoque multidisciplinar. El diseño de los procedimientos de limpieza y desinfección, y su correcta implantación, validación y verificación, tiene una gran relevancia.

 

Será imprescindible conocer las propiedades de los productos detergentes y desinfectantes seleccionados para afrontar la complejidad que supone la prevención y eliminación de los biofilms, con el fin de diseñar correctamente los protocolos de L&D, definiendo perfectamente las condiciones de trabajo (dosis de uso, tiempo de contacto, temperatura, sistema de aplicación) adecuadas para conseguir el máximo rendimiento.

 

 

Referencias bibliográficas:

[1] Bertrana C., Serrat J.; Calvente D., Capdevila A.. Detección y prevención de biofilms en superficies alimentarias. Abril 2013. Eurocarne nº442, pág. 62-71.

 

Autor: Daniel Calvente

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