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Controlo de biofilmes na indústria alimentar (III): monitorização

Introdução

Os biofilmes são estruturas complexas formadas por microrganismos que se fixam firmemente a uma superfície através de uma matriz extracelular (conhecida como EPS “extracelular polymeric substance” ou exopolissacarídeo), produzida por excreções dos próprios microrganismos e composta principalmente por polissacarídeos e proteínas.

A presença de biofilmes nas superfícies dos alimentos aumenta o risco de contaminação microbiológica dos alimentos processados, o que pode causar problemas significativos de segurança alimentar e gerar elevados custos tecnológicos.

Controlo dos biofilmes.

Dada a complexidade envolvida no controlo de biofilmes na indústria alimentar, a sua prevenção e eliminação devem ser tratadas de forma multidisciplinar, não existindo uma solução única que garanta o seu controlo. Qualquer processo de melhoria dirigido ao controlo de biofilmes deve considerar os seguintes aspetos:

  1. Projeto de higiene de instalações.
  2. Protocolos de limpeza e desinfeção (L&D).
  3. Monitorização
  4. Protocolos de remoção de biofilm (se necessário).

BIOFILM CONTROL

 

Portanto, o controlo de biofilmes na indústria alimentar deve ser abordado desde a engenharia para o projeto das instalações, a química para os protocolos de limpeza / desinfeção e a microbiologia para a monitorização do processo.

Nesta publicação vamos analisar os aspetos essenciais para uma correta monitorização do processo, que permitam garantir as máximas condições de higiene das instalações e assim garantir a total inocuidade dos alimentos processados.

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Monitorização.

Para garantir que o processo produtivo cumpre os requisitos higiénicos necessários à garantia da qualidade dos alimentos, é imprescindível a utilização de mecanismos de monitorização que permitam uma adequada validação e supervisão do processo. Devemos dispor das ferramentas necessárias para detetar qualquer desvio microbiológico do processo que possa originar um problema de segurança alimentar, prevenindo assim a formação de biofilmes e evitando que uma contaminação num determinado ponto das nossas instalações se transforme num grave problema de contaminação dos alimentos.

 

Atualmente existem inúmeras técnicas que permitem monitorizar as condições higiénicas de um processo ou instalação, oferecendo uma visão muito precisa dos níveis de contaminação microbiológica presentes nos pontos críticos de controlo.

 

Os métodos rápidos de controlo de higiene permitem obter resultados imediatos, permitindo uma ação imediata em caso de qualquer desvio nos parâmetros de controlo de higiene da planta. Têm como principal desvantagem a baixa especificidade, uma vez que não são apenas sensíveis a biofilmes ou microrganismos, mas também podem dar falsos positivos na presença de matéria orgânica, incrustações e / ou células mortas. Entre as mais utilizadas, destacamos:

  • Sistemas de deteção rápida por coloração (ex. PROCHECK 1). São produtos que contêm agentes de coloração que reagem face à EPS dos biofilmes, produzindo uma cor permanente e facilmente visível a olho nu. É muito importante garantir uma correta limpeza e desinfeção das superfícies antes da aplicação, pois podem dar falsos positivos na presença de matéria orgânica e incrustações calcárias.

Ralo. Resultado positivo no teste de coloração.

  • Sistemas de deteção de microrganismos catalase positivos (ex. PROCHECK 2). Contêm peróxido de hidrogénio que reage contra microrganismos catalase-positivos (como S.aureus ou P.aeruginosa), habitualmente presentes em biofilmes. A libertação de oxigénio como resultado da reação anterior gera a formação de espuma nas superfícies contaminadas, facilmente visível a olho nu, o que permite uma deteção rápida e fácil da contaminação. Para que a reação seja visível, é necessário atingir uma determinada carga microbiana, portanto um resultado positivo é um claro indicador da presença de biofilmes. Pelo contrário, a presença de matéria orgânica pode dar falsos positivos.

Tampa de drenagem interna. Resultado positivo no teste da catalase.

  • Bioluminescência por ATPmetría. A bioluminescência é uma técnica de análise rápida que permite detetar a presença de microrganismos a partir da análise do seu ATP intracelular. Permite avaliar o estado de higiene das instalações, quantificando a presença celular em superfícies e águas, como indicador de microrganismos. A técnica consiste em quantificar a intensidade da luz a partir da reação de moléculas de ATP, presentes em restos celulares, com enzimas do tipo luciferase. Deteta células viáveis ​​e não viáveis, bem como microrganismos mortos e resíduos de ATP provenientes de matéria orgânica. Não é possível correlacioná-lo com os sistemas microbiológicos tradicionais, mas é um sistema útil para ter uma visão rápida do estado de higiene dos pontos de controlo que nos permite atuar imediatamente em caso de algum desvio.

 

  • Sensores em linha. Nos últimos anos, foram desenvolvidos vários sistemas de deteção contínua de certas substâncias que indicam a presença de contaminação microbiológica ou biofilmes. Utilizando mecanismos de geração de um sinal eletroquímico, sejam fontes de luz não visíveis (como UV e NIR), sensores de variação de condutividade ou biossensores (por reação enzimática, anticorpos, proteínas, etc.), permitem detetar imediatamente e em contínuo a presença de biofilmes em superfícies e circuitos.

 

Os métodos de controlo microbiológico por contagem são os métodos mais usados ​​e reconhecidos para a determinação da contaminação microbiológica em superfícies alimentares. A partir de uma amostra, realizada diretamente com lâminas de contacto ou por meio de cotonetes, esponjas ou toalhitas, é realizada uma cultura por incubação, que permite a contagem das colónias de microrganismos presentes na superfície. O uso de meios de cultura seletivos também permite a identificação de algumas espécies. Porém, devido ao longo tempo necessário para o cultivo, crescimento e contagem, superior a 48 horas, estes métodos impedem a tomada de ações corretivas imediatamente, por isso é recomendado que sejam usados ​​em combinação com qualquer um dos métodos rápidos anteriormente mencionados. São métodos altamente condicionados por uma correta estratégia de amostragem e pouco sensíveis à presença de biofilmes, pois detetam apenas microrganismos viáveis, que podem levar a falsos negativos.

Os sensores de controlo higiénico são uma ferramenta que permite uma análise exaustiva dos níveis de contaminação em superfícies, ideal como metodologia complementar para obter diagnósticos muito precisos das condições higiénicas de um processo. São colocados nos pontos críticos de controlo da instalação por um período de tempo, suficiente para evidenciar as deficiências dos processos de limpeza e desinfeção. Uma vez recuperados, eles permitem realizar, a nível laboratorial, uma análise completa da contaminação microbiológica desenvolvida, através de técnicas de contagem de cultura, visualização microscópica (por exemplo, SEM ou epifluorescência) ou mediante técnicas avançadas de caracterização e tipificação molecular, permitindo identificar claramente os microrganismos causando a contaminação e / ou a estrutura dos biofilmes desenvolvidos.

 Conclusões.

A presença de biofilmes na indústria alimentar pode causar problemas significativos de segurança alimentar e gerar elevados custos tecnológicos. As condições ambientais e os processos deste tipo de indústria favorecem o seu desenvolvimento, aumentando o risco de contaminação microbiológica dos alimentos processados. Para o evitar, devemos conhecer os seus mecanismos de crescimento e ter à nossa disposição as ferramentas necessárias para prevenir o seu aparecimento, agir de forma corretiva no caso de os detetar nas nossas instalações e monitorizar corretamente o processo.

A monitorização de processos, implementando metodologias de validação de protocolos de limpeza e desinfeção e controlo de contaminação microbiológica em superfícies, é uma das ferramentas mais importantes para atingir os níveis de higiene necessários.

Para levar a cabo uma correta monitorização do processo, temos atualmente à nossa disposição um amplo leque de metodologias para determinação das condições de higiene, que não são exclusivas entre si. Pelo contrário, será aconselhável combinar diferentes métodos para obter um diagnóstico detalhado do estado higiénico do processo e assim poder atuar com eficiência e rapidez no caso de possíveis desvios.

Referências 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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