Los biofilms son comunidades complejas de microorganismos capaces de colonizar y adherirse sobre casi cualquier tipo de superficie formando biopelículas. En realidad, se trata de estructuras tridimensionales donde los microorganismos están envueltos por una matriz constituida por sustancias poliméricas extracelulares (EPS) y agua. Esto facilita que en su interior las células se protejan del estrés ambiental e interactúen entre sí, facultando su proliferación.
La amenaza de estas estructuras microbiológicas es doble. Por un lado por que producen el deterioro de productos o superficies en las que se desarrollan. Por otro, cuando los biofilms están formados por microorganismos de naturaleza patógena, son motivo de gran preocupación en la industria alimentaria, farmacéutica, cosmética o clínica ya que suponen una fuente de contaminación de los productos y un riesgo para la salud pública.
Los principales problemas originados por la presencia de biofilms son:
• Contaminación del producto, pérdida de calidad y vida útil del mismo.
• Infecciones o enfermedades cuando están presentes microorganismos patógenos.
• Obturación de conducciones y tuberías, produciendo la reducción de la velocidad de flujo y aumento de costes en energía.
• Obturación y deterioro de membranas, produciendo la reducción de permeabilidad.
• Reducción de la transferencia de energía y eficiencia energética.
• Corrosión de superficies metálicas, cuando crecen en el biofilm bacterias sulfato-reductoras o productoras de ácido.
Los biofilms de microorganismos patógenos más preocupantes para la seguridad alimentaria son aquellos en los que están presentes microorganismos como Staphylococcus aureus, Listeria monocytogenes, Mohos toxigénicos, Salmonella spp., Pseudomonas spp., Campylobacter spp o Bacilllus spp.
La problemática en la eliminación de biofilms
El biofilm constituye una fuente de contaminación crítica y difícil de eliminar debido a su alta resistencia a los procedimientos de limpieza y de higiene convencionales. Los biofilms pueden ser hasta 1.000 veces más resistentes a los desinfectantes, biocidas y antibióticos que las células libres.
• Generalmente, las técnicas utilizadas (swabs, esponjas, placas de contacto,…) subestiman el nº microorganismos en una superficie. Esto es debido a que no arrastran el biofilm completamente y como consecuencia se obtienen resultados engañosos que normalmente esconden niveles de contaminación mucho mayores.
• Métodos de evaluación biocida, que sobreestiman su eficacia. Entre los que se encuentran las normas UNE-EN 1040: Actividad Bactericida Básica; UNE-EN 1276: Actividad Bactericida Fase 2; UNE-EN 1275: Actividad Fungicida Básica; UNE-EN 1650: Actividad Fungicida Fase 2; UNE-EN 13697: Actividad Bactericida y/o Fungicida de Superficies no Porosas. Su problema fundamental es que obvian las condiciones especiales que estas estructuras proporcionan a los microorganismos que los componen y únicamente evalúan la eficacia de las sustancias biocidas frente a un cultivo de microorganismos en suspensión, de células libres. Además, no tienen en cuenta las condiciones de aplicación de los productos en condiciones reales.
Las soluciones innovadoras para el control y eliminación de biofilms
Las soluciones innovadoras para el control y eliminación de biofilms pasan por:
1. El cuidado y desarrollo de estrategias de diseño higiénico de procesos, estamos refiriéndonos a acciones preventivas que permitan disponer de unas condiciones de trabajo higiénicas de manera que se minimice el riesgo de contaminación del producto. Por ejemplo, ángulos que faciliten la limpieza, evitar zonas muertas, uniones estancas e higiénicas, maquinaria autodrenable…
2. Sistemas de gestión eficaz de limpieza y desinfección. De manera que todos los equipos se mantengan en adecuado estado de conservación removiendo los residuos y suciedades que puedan ser fuente de contaminación.
3. La monitorización y análisis riguroso de la estructura y topografía de los biofilms. Para ello es necesario analizar la composición en cuanto a microorganismos y sustancias que los sostienen, así como la disposición y viabilidad celular. Para ello se recurre a métodos noveles como:
- La tinción con marcadores fluorescentes.
- La observación microscópica de los biofilms.
- Sensores de superficie y biosensores.
4. Evaluación de la eficacia de tratamientos biocidas frente a biofilms, entre otros:
- Detergentes químicos o enzimáticos específicos para la eliminación de biofilms.
- Nuevos materiales de mayor resistencia a la proliferación de biofilms y/o con propiedades antimicrobianas.
- Procedimientos o estrategias antimicrobianas: radiación, UV, desecación, ozono…
- La monitorización de la aplicación de microorganismos bacteriófagos (fagos) que los eliminen.
AINIA experiencia e innovación aplicada a la eliminación de biofilms
Desde AINIA, hemos participado en numerosos proyectos de ámbito europeo y nacional, para la detección, control y eliminación de biofilms. En ellas hemos trabajado
• Evaluando y estudiando las condiciones de formación de biopelículas
• Realizando estudios fisiológicos de los biofilms
• Desarrollando tecnología de monitorización microscópica de microorganismos organizados en estructuras de biofilms
• Colaborando con el desarrollo de nuevas metodologías para la detección, rastreo y controlar de patógenos en biopelículas.
• Desarrollando compuestos y materiales antimicrobianos
• Evaluando los agentes químicos y su eficacia en la eliminación de biopelículas o biofilms.
Por todo ello, no dude en recurrir a nosotros si necesita ayuda en el control y eliminación de biofilms.
