Biopelícula – Fuente constante de microorganismos y potencialmente patógenos

¿Qué es el biofilm?

Las biopelículas son comunidades complejas de microorganismos que se adhieren a las superficies y están rodeadas por una matriz de sustancias poliméricas extracelulares (EPS).
Las EPS desempeñan un papel crucial en la formación, estabilidad y protección de las biopelículas.
Según las condiciones ambientales, el biofilm puede estar formado por Listeria monocytogenes, Bacillus cereus y micoïdes, Salmonella spp, Campylobacter, Pseudomonas aeruginosa, Leuconostoc o Cronobacter (Enterobacter sakazakii) que construyen la matriz de la biopelícula (polímeros orgánicos, polisacáridos, proteínas, ADN, lípidos, etc.) y otros microorganismos (patógenos), fagos, enzimas alterantes, esporas, mohos y levaduras que viven dentro de la matriz.
Gracias a esta estructura, las biopelículas son mucho más resistentes a las sustancias biocidas que las mismas bacterias en un medio líquido.
Esta compleja construcción garantiza la supervivencia incluso en condiciones extremas.

Las 3 etapas del biofilm

1. Adhesión/Adherencia En esta fase, los microorganismos individuales entran por primera vez en contacto con una superficie y empiezan a adherirse a ella.
Esta adhesión inicial es reversible y débil.
Los microorganismos pueden utilizar flagelos, pili u otros apéndices para facilitar la adhesión.
A medida que se acumulan más microorganismos y se adhieren a la superficie, empiezan a producir sustancias poliméricas extracelulares (EPS), que forman una matriz protectora alrededor de la biopelícula.

2. Acumulación/Maduración A medida que el biofilm sigue desarrollándose, los microorganismos de la comunidad del biofilm empiezan a crecer y multiplicarse.
La matriz de EPS se hace más extensa y compleja, proporcionando estabilidad estructural a la biopelícula.
Los microorganismos de la comunidad de la biopelícula empiezan a comunicarse mediante un proceso llamado detección de quórum, en el que liberan moléculas señalizadoras para coordinar su comportamiento.
Esta comunicación ayuda a regular la expresión génica, lo que conduce a la formación de microambientes especializados dentro de la biopelícula.
Durante esta etapa, la biopelícula se vuelve muy resistente a los agentes antimicrobianos y a la respuesta inmunitaria del huésped.

3. Dispersión La fase de dispersión, en la que los microorganismos de la biopelícula se desprenden de ella, puede clasificarse a grandes rasgos en dispersión activa y pasiva.
La dispersión pasiva se produce cuando partes de la biopelícula se desprenden de forma natural debido a fuerzas físicas o condiciones ambientales.
En la fase de dispersión activa, algunos microorganismos del biofilm sufren cambios fisiológicos e inician el proceso de desprendimiento del biofilm.
Implica la producción de enzimas y tensioactivos que ayudan a liberar microorganismos individuales o grupos de células de la biopelícula.
Una vez dispersados, los microorganismos pueden pasar a colonizar nuevas superficies e iniciar la formación de nuevas biopelículas.

La capacidad de dispersión de las biopelículas es una importante estrategia de supervivencia de los microorganismos que las componen. Les permite colonizar nuevos entornos o escapar de condiciones desfavorables. Así pues, el biofilm es una fuente constante de contaminación debido a la liberación impredecible de microorganismos.

Biofilm en la industria alimentaria

Las pérdidas económicas causadas por el biofilm son enormes.
El 47% de las retiradas de alimentos están relacionadas con el biofilm, 1.300 millones de toneladas de alimentos van a la basura debido a la contaminación y el impacto financiero directo medio (reenvío y pérdida de ventas) asciende a 30 millones de euros.
En EE.UU. cada semana se producen 30 retiradas, de las cuales el 27% son por alérgenos no declarados, el 27% por salmonela, el 10% por Listeria, el 10% por sustancias no declaradas y el 26% por otros motivos. [ 1, 2, 3] Así pues, la biopelícula representa un problema importante para las industrias alimentarias, ya que tiene un impacto directo en la seguridad y la idoneidad de los alimentos.
El biofilm también repercute en las instalaciones de las plantas: puede causar resistencia al flujo de fluidos en las tuberías y CIP, al aumentar la rugosidad de las superficies.
La formación de limo reduce el rendimiento térmico en los intercambiadores de calor.
También puede aparecer formación de gases y olores.
El biofilm también corroe las superficies metálicas, lo que puede provocar la liberación de micropartículas y elementos de aleación.

Biopelícula en el sistema de agua

Las biopelículas crecen fácilmente en los sistemas de agua de las plantas, ya que contienen muchas ramificaciones y son difíciles de limpiar, lo que facilita que se adhieran a las superficies húmedas del sistema de distribución de agua.
En tales circunstancias, las bacterias afectan a la calidad del agua y también pueden causar corrosión.
Para evitar su desarrollo, se trata el agua potable y se vigila su calidad.
Kersia ofrece soluciones para eliminar las biopelículas existentes aplicando productos enzimáticos específicos que hidrolizan la matriz que protege la biopelícula, descomponiendo los materiales orgánicos y disolviendo la tierra mineral y los polisacáridos.

Biofilm en las granjas

Las biopelículas pueden encontrarse en diversos lugares de las granjas, ya que pueden desarrollarse en una amplia gama de superficies en las que haya agua, nutrientes y microorganismos.
Algunos lugares comunes donde pueden encontrarse biopelículas en las granjas son:

  • Sistemas de agua: Las biopelículas suelen formarse en los sistemas de distribución de agua, como tuberías de riego, mangueras y depósitos, donde el flujo de agua es lento o está estancado.
  • Instalaciones ganaderas: Las biopelículas pueden desarrollarse en las superficies de los alojamientos de los animales, como comederos, bebederos y paredes, donde los materiales orgánicos proporcionan una fuente de nutrientes para el crecimiento microbiano.
  • Sistemas de manejo del estiércol: Pueden formarse biopelículas en las zonas de almacenamiento de estiércol, como fosas, lagunas y canalones, donde haya materia orgánica procedente de los desechos animales.
  • Silos y depósitos de almacenamiento: Las estructuras de almacenamiento agrícola también pueden albergar biopelículas en superficies en contacto con granos, piensos u otros materiales orgánicos almacenados.

Prevenir la formación de biopelículas es crucial para mantener la salud animal y la productividad del entorno de la granja, y para evitar la introducción de patógenos (transmitidos por los alimentos) en la cadena alimentaria.

Control del biofilm – un enfoque metodológico

Control de las biopelículas: un enfoque crítico y metodológico esencial para mantener la limpieza y la higiene en todas las industrias, de la granja al tenedor.
Las biopelículas, comunidades de microorganismos encerradas en una matriz protectora, plantean retos importantes en numerosos entornos, desde las granjas y plantas de procesado de alimentos hasta las instalaciones de servicios alimentarios.
Kersia ofrece asesoramiento y soluciones para abordar eficazmente estos retos mediante un enfoque tridimensional dirigido a

  • Medidas preventivas contra la formación de biopelículas
  • Detección y caracterización de biopelículas
  • Eliminación de biopelículas

Medidas preventivas contra la formación de biopelículas

  • Evita la adhesión, el primer paso del ciclo vital del biofilm, con un buen diseño higiénico de las superficies y los equipos, un mantenimiento adecuado y, si es necesario, su sustitución.
  • Evita en lo posible la suciedad orgánica y mineral residual de la superficie, que facilitará la adhesión y el desarrollo de biopelículas.
    Esto requiere que los procedimientos de limpieza adecuados, previamente definidos y validados, se lleven a cabo diariamente, pero también un seguimiento y verificación adecuados para detectar cualquier desviación.

Detección y caracterización de biopelículas

No obstante, pueden formarse biopelículas, pero su presencia suele ser difícil de confirmar y localizar.
El plan de control debe tener en cuenta este posible resultado, que reducirá la sensibilidad del plan de muestreo.
Debe sospecharse la presencia de biopelícula cuando se encuentre un patrón inusual de contaminación, generalmente con una ráfaga pseudoaleatoria de resultados no conformes, y cuando se hayan descartado otras causas razonablemente posibles mediante un análisis de causa raíz.
Mientras que es posible revelar visualmente la presencia de biopelícula en las superficies utilizando el kit de detección de Kersia, en los circuitos la presencia de biopelícula es difícil de confirmar, ya que no se puede acceder directamente a ella, pero se puede detectar tomando muestras durante el tratamiento enzimático.

Eliminación de biopelículas

  Eliminar el biofilm mediante protocolos químicos estándar es más difícil que con los suelos convencionales, y como generalmente nos enfrentamos a un biofilm maduro, se hace necesario un tratamiento curativo enzimático.
En función de cada situación, también puede plantearse un tratamiento preventivo periódico, destinado a abordar una biopelícula en formación antes de que se desprendan o dispersen las bacterias.
La detergencia enzimática se diseña específicamente para abordar el biofilm, utilizando enzimas elegidas para alterar la matriz que atrapa a las bacterias.
Como es probable que se libere un mayor número de bacterias de la biopelícula durante la detergencia enzimática, hay que realizar cuidadosamente la desinfección para asegurarse de que su número se reduce adecuadamente a un nivel adecuado de contaminación antes de seguir procesando los alimentos.

Biofilm antes del tratamiento

1 – Degradación enzimática

2 – Aplicación de un desinfectante Kersia con agente oxidante

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