La desinfección de áreas, superficies y ambientes en la industria de alimentos es fundamental para garantizar la inocuidad de los alimentos, evitar que puedan causar toxiinfecciones alimentarias y conseguir una mayor vida comercial del producto.
Todos los equipos y utensilios de las áreas de trabajo deben ser desinfectados para asegurar que se alcanzan unas condiciones higiénicas suficientes para lograr este objetivo. Por ello es importante conocer las materias activas biocidas disponibles y los diferentes productos formulados con ellas, así como sus características e idoneidad de aplicación en cada caso concreto.
La acción biocida de los desinfectantes sobre las superficies de la industria alimentaria está influida por numerosos factores como:
• Tiempo de contacto.
• Temperatura de aplicación.
• Concentración.
• Tensión superficial de la solución desinfectante.
• pH de la solución desinfectante.
• Número de microorganismos.
• Localización de los microorganismos.
• Tipo de microorganismos objetivo.
En la práctica además de los factores enumerados, también influye enormemente la eficacia de la fase de limpieza previa, en la separación de la suciedad orgánica e inorgánica de las superficies de trabajo que deben ser desinfectadas. La acción de los detergentes debe conseguir la separación de la suciedad y de gran parte de los microorganismos de las superficies. El hecho de que un microorganismo sea separado de su soporte aumenta la superficie de contacto con el desinfectante, e incrementa su eficiencia biocida.
Por si sola, la limpieza es capaz de eliminar el 80% de la carga microbiana la desinfección de las superficies debe conseguir una reducción de la contaminación microbiana de alrededor del 95%. No debe confundirse desinfección con esterilización, esta última puede conseguir reducciones de un 99,999%. El desinfectante tiene como objetivo atacar a los elementos vitales del microorganismo, lograr su destrucción y, por tanto, causar la lisis (“destrucción) de la célula. En la industria de alimentos, se debe conseguir la eliminación de los microorganismos patógenos, y la reducción hasta niveles considerados aceptables de los microorganismos alterantes.
La clasificación de los desinfectantes está basada esencialmente, en la materia activa biocida con la que se diseña. En ocasiones, en una misma formulación pueden encontrase dos materias activas, por ejemplo, existen desinfectantes que combinan glutaraldehido con amonios cuaternarios, peróxido con peracético.
TIPOS DE MICROORGANISMOS DE INTERES EN LA INDUSTRIA DE ALIMENTOS
Antes de desarrollar un plan de desinfección es conveniente definir el tipo de microorganismos sobre los que se desea actuar, para prevenir o reducir su presencia en las superficies, ambientes e instalaciones de las salas de trabajo. En muchos casos, el desinfectante debe ejercer su acción sobre más de un tipo de microorganismo.
En la industria de alimentos es posible encontrar cuatro grupos microbianos que pueden causar toxiinfecciones en los consumidores:
• Bacterias (Gram (+), Gram (–) y en forma esporulada).
• Mohos y levaduras.
• Virus (encapsulados o no).
• Micobacterias.
Cada uno de estos grupos de microorganismos tiene características biológicas específicas que influyen sobre su capacidad para adaptarse a la presencia de agentes desinfectantes. Todos los microorganismos están envueltos por una membrana citoplasmática que delimita al microorganismo del medio externo, y tiene gran importancia en los intercambios moleculares entre el interior de la célula y el exterior, además de ejercer un efecto protector de la misma. La membrana citoplasmática está compuesta, fundamentalmente, por una doble capa lipídica en la que se insertan proteínas, y está formada por fosfolípidos. En la parte central de la bicapa de lípidos se encuentra una zona hidrófila. Estas características influyen sobre la resistencia a los principios activos biocidas.
CARACTERÍSTICAS DE LOS MICROORGANISMOS
Bacterias Gram (+) y Gram (-)
Una primera diferencia es el espesor de la pared en ambos tipos de bacterias, en las bacterias Gram (+), como en Estafilococos aureus, el espesor oscila entre 20 – 80 nm; en tanto que en bacterias Gram (-), como Escherichia coli, su espesor oscila entre 10 – 15 nm. Sin embargo, la pared de las bacterias Gram (-) es más compleja que las de las Gram (+).
Esta mayor complejidad proporciona a la pared un mayor grado de impermeabilidad a las sustancias, excepto para aquellas que pueden penetrar por los poros de las células. Por tanto, las bacterias Gram (-) son menos sensibles a los desinfectantes que las bacterias Gram (+). Además, ciertas bacterias, como Bacillus spp y Clostridios spp, son capaces de formar esporas cuando el medio que les envuelve les es hostil. Las esporas constituyen, de este modo un medio de resistencia de las bacterias a los agentes microbianos, y puede causar contaminación a los alimentos, resistir los tratamientos térmicos o de conservación y en ocasiones toxiinfecciones alimentarias. Puesto que cuando las condiciones son favorables pueden volverse al estado vegetativo con sus características iniciales y tienen la posibilidad de multiplicarse de nuevo.
Mohos y levaduras
Ambos son hongos microscópicos, generalmente, unicelulares. Las levaduras pueden provocar alergias y en ciertos casos infecciones sistémicas. Su pared celular está formada por un esqueleto de quitina que la protege de las agresiones físico – químicas. Los mohos presentes principalmente en medios húmedos ocasionan problemas de salud debido a los compuestos orgánicos volátiles que producen, las micotoxinas, y la contaminación del aire por esporas que pueden ser inhaladas. Ambos poseen una resistencia a los compuestos biocidas, intermedian entre las bacterias Gram (+) y las Gram (-).
Virus
Tienen una membrana que está formada fundamentalmente por proteínas. Una primera distinción entre los virus está basada en la presencia o no de la envoltura lipídica. Los que la poseen se denominan virus encapsulados que carecen de esta envoltura. Paradójicamente, la resistencia a las materias activas biocidas es mayor en los virus no encapsulados, pues los agentes químicos alteran la envoltura lipídica y los vuelve más sensibles a su acción. Los virus no encapsulados se adaptan mejor a los desinfectantes al carecer de esta envoltura, son fisiológica y morfológicamente más sencillos, por tanto, más flexibles.
Micobacterias
Son organismos ubicuos que se pueden encontrar en la tierra, aguas, alimentos, en la superficie de suelos y maquinaria. Algunas son muy conocidas, como el Mycobacterium tuberculosis, causante de la tuberculosis. Las micobacterias, además de poseer una pared compleja, producen una pared de naturaleza cérea, que proporciona gran resistencia a la desecación, y por tanto la posibilidad de sobrevivir en el medio ambiente durante años, además de incrementar su resistencia a los desinfectantes.
FACTORES DE RESISTENCIA DE LOS MICROORGANISMOS A LOS DESINFECTANTES
Cada grupo microbiano reacciona de distinto modo a los desinfectantes. Russel (1997) observa que los virus encapsulados son muy sensibles a los desinfectantes, en tanto que las esporas son extremadamente resistentes.
Además, los microorganismos pueden desarrollar resistencia a los productos biocidas, denominada resistencia adquirida (muy inferior a la que se presenta frente a los antibióticos). Se ha demostrado que la utilización sistemática de concentraciones por debajo del umbral de la mortalidad de los desinfectantes puede potenciar este problema (Underwood, 2007), facilitando en ciertos casos la formación de esporas.
Con el objetivo de mantener una concentración efectiva del desinfectante, es importante corregir las causas que pueden disminuir su eficacia:
1. Presencia de materia orgánica.
2. La caducidad del producto (ej. Clorados) con la consiguiente pérdida de concentración y eficacia.
3. Reducido tiempo de acción antes del enjuague final.
4. No Utilizar las dosis recomendadas por el fabricante.
5. Monitorizar periódicamente las dosis reales aplicadas.
Todo ello justifica, en ocasiones, la necesidad de efectuar rotaciones entre los desinfectantes con distintas materias activas.
TIPOS DE DESINFECTANTES Y ACCIÓN FRENTE A LOS MICROORGANISMOS
A continuación, se hace una revisión de materias activas que se utilizan en la formulación de los desinfectantes.
Desinfectantes Clorados
La acción microbiocida la realiza el cloro, que es un gas que no puede utilizarse en la formulación de los compuestos, por ello un medio para utilizarlo es mediante la reacción con productos cáusticos, lo que da lugar a la formación de hipoclorito de sodio, que es la base de numerosos desinfectantes. Es necesario conservar las superficies húmedas durante el tiempo de contacto previsto para lograr la máxima eficacia biocida y esporicida, en caso contrario no se producirán más que vapores de cloro, sin el efecto desinfectante deseado. Los desinfectantes clorados son efectivos frente a todas las bacterias vegetativas, virus, y a mayores concentraciones a esporas bacterianas, levaduras y mohos. Son eficaces a baja temperatura y generalmente, no tiene actividad residual. Su principal desventaja es su inestabilidad, tanto frente a las condiciones ambientales (luz y calor) como en presencia de materia orgánica, inconvenientes que se intenta minimizar en las formulas desinfectantes.
Glutaraldehido
Son biocidas de amplio espectro, con eficacia frente a bacterias, mohos, virus y también frente a micobacterias; además, cuando la solución es alcalina (pH 7,5 a 8,5) se activa y posee actividad esporicida.
Sales de amonios cuaternarios
Estos compuestos son bactericidas, fungicidas y virucidas. Su actividad la desarrollan tanto sobre el medio ácido como alcalino, aunque en este último muestra mejores acciones. Los compuestos de amonio poseen una buena actividad como detergente y permanecen activos incluso en presencia de agua dura. Combinaciones sinérgicas de distintos amonios cuaternarios pueden incrementar la actividad biocida del formulado e incrementar su espectro de acción.
Alcoholes
Sus principales características, además de las antimicrobianas, es la de ser buenos solventes de otros productos, entre ellos muchos antisépticos y desinfectantes, potenciándolos en su actividad. Al aumentar el número de carbonos se incrementa su eficacia antimicrobiana, pero también su toxicidad, por lo que solo se emplean los de bajo peso molecular: etanol o alcohol etílico, isopropanol o alcohol isopropílico. Los alcoholes poseen una rápida acción, incluso desde los 15 segundos, aunque no tienen efecto persistente, y poseen un amplio espectro de actividad, actuando sobre bacterias Gram (+), Gram (-), incluyendo micobacterias, hongos y virus (hepatitis B y VIH).
Peróxido de Hidrógeno
Es activo frente a bacterias y virus, según la concentración y condiciones de uso. Estudios “In vitro” de soluciones de peróxido de hidrogeno al 3% han demostrado amplio espectro de eficacia, con mayor actividad frente a bacterias Gram (+). En ocasiones, se presenta en formulaciones combinando con ácido peracético, aunque también se pueden encontrar sólo, añadiendo a su carácter biocida un efecto blanqueante de las superficies, o coadyuvante en soluciones alcalinas de limpieza en circuitos CIP.
Ácido peracético
Es un desinfectante de tipo oxidante, mezcla de ácido acético y peróxido de hidrogeno en solución acuosa. A concentraciones inferiores a 100 ppm inhibe y elimina bacterias Gram (+), Gram (-), micobacterias, hongos y levaduras en 5 minutos o menos. La concentración mínima esporicida (CME) del ácido peracético es de 168 – 336 ppm (son necesarias 1 – 2 horas de contacto). Debido a su carácter no espumante, son muy utilizados en la desinfección de circuitos e instalaciones cerradas.
Biguanidas poliméricas (PHMB)
Son principios activos que poseen un amplio espectro de actividad y son muy efectivos frente a Pseudomonas spp, por ello se recomienda su uso, especialmente, para industrias de envasado de agua. Se ha demostrado que su máxima actividad biocida se produce a pH entre 5 – 6. Amidas terciarias presentan una elevada acción humectante, solubilizante y emulsificante. Poseen un elevado espectro de actividad biocida, especialmente a pH alcalinos. Pueden formularse junto a otros principios activos, como biguanidas poliméricas, consiguiendo un efecto sinérgico, de amplio espectro de actuación y que su bajo nivel de formación de espuma puede utilizarse en desinfección de circuitos e instalaciones CIP.
Ácidos y álcalis
Las soluciones alcalinas y ácidas son altamente bactericidas. Los ácidos orgánicos débiles, como el ácido láctico, activo a pH ácido. La eficacia de los agentes ácidos y alcalinos está ligada a la concentración de iones H+ y OH-.
CONCLUSIONES
Hemos realizado una breve revisión de los factores más importantes que pueden influir en la desinfección de áreas y superficies en la industria de alimentos. A nivel práctico, en la aplicación industrial, además de los parámetros ya mencionados, también es importante conocer determinados aspectos que pueden incrementar la persistencia de los microorganismos en los equipos e instalaciones, como la formación de biofilms, el diseño de los equipos, rugosidad de las superficies, porosidad. Por ello, deberán implementarse protocolos que contemplen todos estos factores con el fin de alcanzar el mayor grado de higiene posible que garantice la seguridad de los alimentos y su mayor vida comercial.
BIBLIOGRAFÍA
1. El uso de las sales de amonio cuaternario en la industria alimentaria. Orihuel, E. Alimentación equipos y tecnología. Octubre 1991.
2. Sanitation. Cleaning and Desinfection in the Food Industry. Stanga M. WILEY.VCH. 2010.
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4. Microbial susceptibility and resistance to biocides, A.D. Russell, James R. Furr, Jean-Yves Maillard. ASM News, n° 63, p. 482-487. 1997.
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