Biofilme – Fonte constante de microrganismos e possíveis agentes patogênicos

O que é biofilme?

Os biofilmes são comunidades complexas de microrganismos que aderem a superfícies e são cercados por uma matriz de substâncias poliméricas extracelulares (EPS).
Os EPS desempenham um papel fundamental na formação, estabilidade e proteção dos biofilmes.
Dependendo das condições ambientais, o biofilme pode ser formado por Listeria monocytogenes, Bacillus cereus e mycoïdes, Salmonella spp, Campylobacter, Pseudomonas aeruginosa, Leuconostoc ou Cronobacter (Enterobacter sakazakii) que constroem a matriz do biofilme (polímeros orgânicos, polissacarídeos, proteínas, DNA, lipídios etc.) e outros microrganismos (patógenos), fagos, enzimas deteriorantes, esporos, bolores e leveduras que vivem dentro da matriz.
Graças a essa estrutura, os biofilmes são muito mais resistentes a substâncias biocidas do que as mesmas bactérias em um meio líquido.
Essa construção complexa garante a sobrevivência mesmo em condições extremas.

Os 3 estágios do biofilme

1. Adesão/Adesão Nesse estágio, os microrganismos individuais entram em contato com uma superfície e começam a aderir a ela.
Essa fixação inicial é reversível e fraca.
Os microrganismos podem usar flagelos, pili ou outros apêndices para facilitar a fixação.
À medida que mais microrganismos se acumulam e se fixam à superfície, eles começam a produzir substâncias poliméricas extracelulares (EPS), que formam uma matriz protetora ao redor do biofilme.

2. Acúmulo/maturação À medida que o biofilme continua a se desenvolver, os microrganismos da comunidade do biofilme começam a crescer e a se multiplicar.
A matriz de EPS torna-se mais extensa e complexa, proporcionando estabilidade estrutural ao biofilme.
Os microrganismos da comunidade do biofilme começam a se comunicar por meio de um processo chamado quorum sensing, no qual liberam moléculas de sinalização para coordenar seu comportamento.
Essa comunicação ajuda a regular a expressão gênica, levando à formação de microambientes especializados dentro do biofilme.
Durante esse estágio, o biofilme se torna altamente resistente a agentes antimicrobianos e à resposta imunológica do hospedeiro.

3. Dispersão O estágio de dispersão, no qual os microrganismos do biofilme se desprendem do biofilme, pode ser classificado em dispersão ativa e passiva.
A dispersão passiva ocorre quando partes do biofilme se desprendem naturalmente devido a forças físicas ou condições ambientais.
No estágio de dispersão ativa, alguns microrganismos do biofilme sofrem alterações fisiológicas e iniciam o processo de desprendimento do biofilme.
Isso envolve a produção de enzimas e surfactantes que ajudam a liberar microrganismos individuais ou grupos de células do biofilme.
Uma vez dispersos, os microrganismos podem continuar a colonizar novas superfícies e iniciar a formação de novos biofilmes.

A capacidade dos biofilmes de se dispersar é uma importante estratégia de sobrevivência para os microrganismos dentro do biofilme. Isso permite que eles colonizem novos ambientes ou escapem de condições desfavoráveis. Portanto, o biofilme é uma fonte constante de contaminação devido à liberação imprevisível de microrganismos.

Biofilme na indústria de alimentos

As perdas econômicas causadas pelo biofilme são enormes.
47% dos recalls de alimentos estão ligados ao biofilme, 1,3 bilhão de toneladas de alimentos vão para o lixo por causa da contaminação e o impacto financeiro direto médio (reenvio e perda de vendas) chega a 30 milhões de euros.
Nos EUA, a cada semana, ocorrem 30 recalls, sendo 27% por causa de alergênicos não declarados, 27% por causa de salmonela, 10% por causa de Listeria, 10% por causa de substâncias não declaradas e 26% por outros motivos. [ 1, 2, 3] Portanto, o biofilme representa uma questão importante para as indústrias alimentícias, pois tem um impacto direto sobre a segurança e a adequação dos alimentos.
O biofilme também tem impacto nas instalações da fábrica: ele pode causar resistência ao fluxo de fluidos nas tubulações e no CIP, aumentando a rugosidade das superfícies.
A formação de lodo reduz o desempenho térmico em trocadores de calor.
Também pode ocorrer o desenvolvimento de gases e odores.
O biofilme também corrói as superfícies metálicas, o que pode levar à liberação de micropartículas e elementos de liga.

Biofilme no sistema de água

Os biofilmes crescem facilmente em sistemas de água de plantas, pois contêm muitas ramificações e são difíceis de limpar, facilitando a fixação do biofilme nas superfícies úmidas do sistema de distribuição de água.
Nessas circunstâncias, as bactérias afetam a qualidade da água e também podem causar corrosão.
Para evitar seu desenvolvimento, a água potável é tratada e sua qualidade deve ser monitorada.
A Kersia oferece soluções para a remoção de biofilmes existentes por meio da aplicação de produtos enzimáticos específicos que hidrolisam a matriz que protege o biofilme, quebrando materiais orgânicos e dissolvendo o solo mineral e os polissacarídeos.

Biofilme em fazendas

Os biofilmes podem ser encontrados em vários locais nas fazendas, pois podem se desenvolver em uma ampla variedade de superfícies onde há água, nutrientes e microrganismos.
Alguns locais comuns onde os biofilmes podem ser encontrados nas fazendas incluem:

  • Sistemas de água: Os biofilmes geralmente se formam em sistemas de distribuição de água, como tubos de irrigação, mangueiras e tanques, onde o fluxo de água é lento ou estagnado.
  • Instalações para gado: Os biofilmes podem se desenvolver em superfícies dentro dos alojamentos dos animais, como comedouros, bebedouros e paredes, onde os materiais orgânicos fornecem uma fonte de nutrientes para o crescimento microbiano.
  • Sistemas de manuseio de esterco: Os biofilmes podem se formar em áreas de armazenamento de esterco, incluindo fossas, lagoas e calhas, onde a matéria orgânica dos resíduos animais está presente.
  • Silos e caixas de armazenamento: As estruturas de armazenamento agrícola também podem hospedar biofilmes em superfícies em contato com grãos armazenados, rações ou outros materiais orgânicos.

A prevenção da formação de biofilme é fundamental para manter a saúde dos animais e a produtividade do ambiente da fazenda, além de evitar a introdução de patógenos (de origem alimentar) na cadeia alimentar.

Controle de biofilme – uma abordagem metodológica

Controle de biofilme – uma abordagem crítica e metodológica essencial para manter a limpeza e a higiene em todos os setores – da fazenda à mesa.
Os biofilmes, comunidades de microrganismos envoltos em uma matriz protetora, representam desafios significativos em vários ambientes, desde fazendas e fábricas de processamento de alimentos até instalações de serviços de alimentação.
A Kersia oferece consultoria e soluções para enfrentar esses desafios de forma eficaz por meio de uma abordagem tridimensional que visa a

  • Medidas preventivas contra o acúmulo de biofilme
  • Detecção e caracterização de biofilme
  • Remoção de biofilme

Medidas preventivas contra o acúmulo de biofilme

  • Evite a fixação, a primeira etapa do ciclo de vida do biofilme, com um bom projeto higiênico de superfícies e equipamentos, manutenção adequada e, se necessário, substituição.
  • Evite ao máximo a sujeira residual orgânica e mineral da superfície, o que facilitará a fixação e o desenvolvimento de biofilme.
    Isso exige que os procedimentos de limpeza adequados, definidos e validados preliminarmente, sejam realizados diariamente, mas também o monitoramento e a verificação adequados para detectar qualquer desvio.

Detecção e caracterização de biofilme

Mesmo assim, os biofilmes podem se formar, mas sua presença costuma ser difícil de confirmar e localizar.
O plano de controle deve levar em conta esse possível resultado, que reduzirá a sensibilidade do plano de amostragem.
Deve-se suspeitar da presença de biofilme quando for encontrado um padrão incomum de contaminação, geralmente com uma explosão pseudoaleatória de resultados não conformes, e quando outras causas razoavelmente possíveis tiverem sido descartadas pela análise de causa raiz.
Embora seja possível revelar visualmente a presença de biofilme em superfícies usando o kit de detecção Kersia, é difícil confirmar a presença de biofilme em circuitos, pois não é possível acessá-lo diretamente, mas ele pode ser detectado por amostragem durante o tratamento enzimático.

Remoção de biofilme

  A remoção do biofilme usando protocolos químicos padrão é mais difícil do que com solos convencionais e, como geralmente enfrentamos um biofilme maduro, torna-se necessário um tratamento curativo enzimático.
O tratamento preventivo periódico, com o objetivo de abordar um biofilme em formação antes do desprendimento ou da dispersão das bactérias, também pode ser considerado, dependendo de cada situação.
A detergência enzimática foi projetada especificamente para tratar o biofilme, usando enzimas escolhidas para romper a matriz que retém as bactérias.
Como é provável que um número maior de bactérias seja liberado do biofilme durante a detergência enzimática, a desinfecção deve ser realizada com cuidado para garantir que o número de bactérias seja adequadamente reduzido ao nível adequado de contaminação antes do processamento posterior do alimento.

Biofilme antes do tratamento

1 – Degradação enzimática

2 – Aplicação de um desinfetante Kersia com agente oxidante

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