Combatiendo la formación de biopelículas

Una biopelícula es una unión de microorganismos que junto con algunos materiales forman una capa que se adhiere a cualquier superficie.
En el procesamiento y manufactura de alimentos, una biopelícula es un conglomerado de microorganismos que junto con algunos materiales orgánicos e inorgánicos forman una capa babosa de compuestos que se adhiere a casi cualquier superficie. Una vez que se ha formado la biopelícula, es muy difícil removerla. Esta es una gran preocupación para los establecimientos de procesamiento de alimentos porque virtualmente todas las superficies de contacto con alimentos pueden ser un hábitat (o una fuente) de patógenos para los alimentos.

Existe una secuencia de cinco pasos para la formación de biopelículas: 1) adhesión inicial; 2) adhesión irreversible; 3) fase de maduración 1; 4) fase de maduración 2, y 5) dispersión. Después del contacto inicial con la superficie, los microorganismos comienzan a producir una capa fibrosa más delgada. Esta capa fibrosa se conoce como sustancia polimérica extracelular (SPE), está compuesta de principalmente polisacáridos, proteínas, ácidos nucleicos, lípidos y otros, y actúa como un pegamento para ligar las células y otras partículas y adherir las células a la superficie. La SPE también sirve como una barrera protectora contra condiciones adversas, tales como agentes antimicrobianos. Cuando una biopelícula se ha adherido permanentemente a la superficie (adhesión irreversible) se inicia la formación de una colonia, y recientes investigaciones han demostrado que durante este tiempo de “colonización” los microorganismos son capaces de comunicarse vía “percepción de quórum”.

No se necesita mucho para que una biopelícula inicie su formación. Con una continua fuente de nutrientes presentes, las biopelículas de desarrollan muy rápidamente y pueden considerarse como prematuramente establecidas en 24 horas o menos. Lo que es más, en menos de una hora casi 10% de la población de microorganismos pueden estar irreversiblemente adheridos, por lo que al final de un turno de producción de 8 horas, en donde no se practica una limpieza periódica, es muy posible que haya una buena cantidad de bacterias irreversiblemente adheridas.

Se pueden tomar varias medidas para combatir las biopelículas en los ambientes de procesamiento de alimentos.

Limpieza y desinfección

Es simple, pero no hay duda que  la principal estrategia para prevenir la formación de biopelículas es limpiar y desinfectar regularmente antes de que las bacterias se adhieran firmemente a las superficies. Dicho eso, la parte más importante de cualquier programa de sanitización es la etapa de limpieza. Una limpieza adecuada prepara la superficie para la sanitización, y puede también remover 90% o más de los microorganismos asociados con la superficie. De acuerdo a recientes hallazgos del Laboratorio de Reducción de Patógenos en el Centro para Inocuidad y Calidad de la carne en la Universidad Estatal de Colorado, en EE. UU., los residuos de bovino pueden facilitar la adhesión de Escherichia coli, y si el residuo de bovino se seca en la superficie, es muy probable que atrape la bacteria. Los sanitizantes tendrán menos o poco efecto en una superficie sucia. Lo que es más, aplicar sanitizantes sobre la superficie de la biopelícula sólo removerá la capa superior y expondrá las capas subsiguientes a nutrientes, acelerando el crecimiento y desarrollo de la biopelícula.

Para una limpieza efectiva, la remoción de residuos de alimentos y otros residuos que puedan contener microorganismos o promover crecimiento microbiano requieren algún tipo de acción mecánica, como cepillado, restregado y algunas veces lavado con agua a alta presión. En un reciente estudio publicado en el Journal of Food Science (Vol. 77 No. 6, 2012) referente a la transferencia, adhesión y capacidad de formación de biopelículas por E. coli O157:H7 en los materiales de superficies de contacto con la carne, los investigadores concluyeron que una remoción física de los residuos de grasa antes de la aplicación de sanitizantes químicos es imperativo para una limpieza y sanitización efectivas, y se requiere restregar las superficies de contacto aún cuando no hay contaminación visible presente para remover las células de las biopelículas. Una remoción incompleta de la biopelícula pudiera promover el crecimiento de las células restantes.

Los procesadores de la carne necesitan asegurarse de estar empatando el adecuado programa de sanitización y las medidas para los tipos específicos de equipo y residuos típicamente encontrados en cada área y/o tipo de operación de procesamiento (v.g. piso de matanza, área de corte, área de molido, etc.).

Una vez que se ha establecido una biopelícula es muy difícil removerla. La capa de polisacáridos, proteínas y otras sustancias poliméricas (SPE) actúa como un pegamento para otros residuos y partículas de alimentos y también como refugio y protección para bacterias contra compuestos de limpieza y sanitizantes. Esta capa de SPE debe ser removida para prevenir que la biopelícula vuelva a crecer.

Para remover las biopelículas los procesadores tienen que combinar los siguientes factores: 1) tipo de limpiador/sanitizante y su concentración; 2 tiempo de exposición de estos químicos/compuestos; 3) temperatura de aplicación; y 4) fuerza mecánica usada para la remoción con fuerza física de la biopelícula.

Uso de bacterias
También han sido estudiadas para remover las biopelículas, incluyendo fagocitos enzimáticos diseñados con ingeniería. Actualmente es sabido que las bacterias son capaces de mantener comunicación de célula a célula mientras viven en una biopelícula, y esta comunicación es conocida como percepción de quórum. Algunas investigaciones han demostrado que las señales de comunicación entre las bacterias están asociadas con la patogenicidad bacteriana y la descomposición de los alimentos. Entonces, se ha sugerido que el interrumpir esta comunicación vía inhibidores o antagonistas podría ser una manera de combatir el establecimiento y crecimiento de biopelículas.

* Editora, CarneTec