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INTRODUCCIÓN.
Las bacterias existen en la naturaleza bajo dos formas o estados: a) bacterias planctónicas, de
libre flotación, y b) bacterias formadoras de biofilms o biopelículas, en colonias de
microorganismos sésiles (Nazar, 2007). Los biofilms (BF) son comunidades complejas de
microorganismos recubiertas de un polímero extracelular que les ayuda a retener el alimento y a
protegerse de agentes nocivos (Piera, 2003) y, además, esta organización bacteriana representa
la forma habitual de crecimiento de las bacterias en la naturaleza. El establecimiento de bacterias
adheridas a los alimentos, o a las superficies en contacto con los alimentos, conlleva serios
problemas higiénicos y numerosas pérdidas económicas debido a que existe una gran cantidad de
productos que finalmente deben ser desechados. Es por esto que es preciso eliminar todos o la
gran mayoría de microorganismos de las superficies en contacto con alimentos, antes que los
contaminen y establezcan un BF que eventualmente puede servir como reservorio de microbios.
Los BF que se generan sobre productos de origen cárnico por ejemplo, o sobre elementos que
estén en contacto con estos alimentos, aumentan considerablemente los problemas de
contaminación cruzada y de contaminaciones en el proceso. Por esto hoy en día la industria
alimentaria ha tratado con gran énfasis de corregir este tipo de problemas generando programas
eficientes de limpieza y desinfección, que de no ser aplicados generan un fuerte impacto
económico sobre la industria y además pueden traducirse en un serio problema de sanidad para
los consumidores, tema que abordaremos en la siguiente revisión.
REVISION BIBLIOGRAFICA.
Formación de Biofilms.
Los BF son comunidades complejas de microorganismos presentes en ambientes
naturales formadas por asociaciones de una o múltiples especies de bacterias y que poseen una
organización semejante a la de los organismos multicelulares. Están compuestas principalmente
por polisacáridos, proteínas, y algunas veces pueden contener lípidos, ácidos nucleicos y otros
biopolímeros. Su formación se considera como un proceso complejo y la adhesión de los
microorganismos a las diferentes superficies está influenciada por diferentes variables que
incluyen la especie de bacteria, composición o naturaleza de la superficie, disponibilidad de
nutrientes, hidrodinámica y comunicación célula-célula (Vanegas et al, 2009).
Los BF se crean cuando las bacterias libres flotantes perciben una superficie, se adhieren
a ella y, a continuación, elaboran señales químicas para coordinar diferenciación y formación de
estructuras, incluyendo el desarrollo de una cubierta polisacárida protectora (Nazar, 2007). De
esta forma, un BF se formará espontáneamente en presencia de humedad, pudiendo sobrevivir
con una cantidad mínima de nutrientes. Esto último se debe a que estas colonias bacterianas se
adaptan a un medio adverso, el que tornan propicio para su supervivencia. Esta cualidad se basa
en la activación de diversos grupos de genes, a partir de los cuales sintetizan proteínas que
necesitan para su metabolismo (Piera, 2003).
La fijación de los BF a una superficie es fuerte, contra la repulsión inicial, y la modifican
mientras captan más nutrientes y nuevas bacterias con las que iniciarán más cambios como, por
ejemplo, la síntesis de glicocálix, polímero extracelular de tipo polisacárido que da estructura y
protección a la comunidad (Piera, 2003).
Importancia en la industria alimentaria.
Gracias a la globalización en el comercio de alimentos, hoy en día lo que se produce en un
país se vende y consume en todo el mundo. Esto significa que un producto alimentario
contaminado puede causar brotes de enfermedad en muchos países al mismo tiempo,
involucrando a cientos, e incluso miles de personas. La vigilancia por tanto, debe tener una
sensibilidad tal que permita tomar medidas oportunas para el control de brotes, y que también
permita su prevención, constituyéndose en un componente esencial de cualquier sistema de
inocuidad alimentaria.
El problema del consumo de alimentos contaminados repercute en la salud de la
población, en el comercio internacional y en el turismo. Como la mayoría de las enfermedades
transmisibles por alimentos (ETA) no son reportadas la verdadera dimensión del problema es
desconocida, sin embargo, en la actualidad varios países están desarrollando esfuerzos para
determinar el impacto o carga socioeconómica de estas enfermedades.
Uno de los principales agentes causantes tanto de infecciones alimentarias, como de
intoxicaciones alimentarias son las bacterias, las que como ya se dijo suelen presentarse como
BF. Afortunadamente en la industria alimentaria se dan pocos correctamente desarrollados,
porque pueden mantenerse controlados con programas correctos de limpieza y desinfección
(Gibson, 1995).
En las industrias alimentarias lo más importante es la supervivencia de microorganismos
patógenos o alterantes debido a una desinfección insuficiente de las superficies o de los
instrumentos que están en contacto con los alimentos, además de aquellos procesos que causen
la dispersión en aerosol de los microbios, sobre las superficies o el producto acabado.
Las bacterias en las plantas de alimentos pueden fijarse a las superficies de equipos y originar BF,
los que constituyen focos de contaminación que podrían producir problemas higiénicos y pérdidas
económicas por productos desechados (Salgar, 2004; Piera, 2003). Entre las bacterias patógenas
formadores de BF con importancia en la industria de alimentos se encuentran: Listeria
monocytogenes, Escherichia coli, Streptococcus suis, Salmonella spp, Yersinia enterocolitica,
Campylobacter jejuni, Pseudomonas spp, Staphylococcus aureus y Bacillus cereus entre otros
(Vanegas et al, 2009).
Dentro de la industria es posible encontrar BF en diversas líneas de procesado alimentario: en
enlatados, productos avícolas y cárnicos, pastas, galletas, pizzas, pasteles de pescado, queso,
productos lecheros, cerveza, especias, vegetales y ensaladas, entre otras. Es más, también se
han aislado de los sistemas de conducción de aire, extractores, transportadores, sistemas de
refrigeración, suelos, desagües y en superficies de contacto con los alimentos. En definitiva en
cualquier sitio que les confiera estabilidad, nutrientes y espacio (Fuster, 2004). Plástico, cristal,
metal e incluso acero inoxidable, muy presentes en el ámbito alimentario, son algunas de las
superficies que actúan de sustrato para la formación de las bacterias. Uno de los principales
problemas a la hora de eliminarlos está en la dificultad para acceder a ellos; en ocasiones las
bacterias se juntan y viven en zonas como ranuras o grietas que forman parte de diversas líneas
de procesado de alimentos, lugares de difícil acceso a la hora de limpiarlos. También se han
detectado biofilms en sistemas de refrigeración, suelos y desagües, es decir, en lugares donde
confluye la presencia de nutrientes con un ambiente hídrico (Chavarrias, 2009).
Alimentos frescos como frutas y verduras son algunos de los que tienen mayor capacidad
de formar este cúmulo de bacterias. Distintas investigaciones han demostrado que algunos
patógenos como Salmonella o E. coli "escapan" a la limpieza a la que se someten alimentos como
lechugas o espinacas (Chavarrias, 2009).
Otra industria afectada por los biofilms, es la industria de la leche, por la presentación de
mastitis crónicas en las vacas lecheras,
debido a que estas bacterias que están presentes
habitualmente en el cuerpo del hospedador y colonizan los tejidos vivos del animal, inicialmente se
adhieren a los epitelios y tejidos, con adhesinas y fimbrias bacterianas , pero estas son muy
“peligrosas” para la bacteria porque al ser fácilmente reconocibles por el sistema inmunitario, el
organismo puede eliminar con rapidez la bacteria, por lo que para defenderse, las bacterias
desarrollaron un sistema, el cual
una vez adherida a los tejidos, comienzan a multiplicarse
mientras emiten señales químicas que las “comunican”. Cuando la concentración de estas señales
supera un umbral determinado se activan los mecanismos genéticos de producción de
exopolisacáridos para constituir el BF. Estas
microcolonias provocan la aparición de una
respuesta inmune, pero su tamaño es demasiado grande como para ser atacado, por lo que los
fagocitos no pueden llevar a cabo la fagocitosis. Es más, la liberación de enzimas de los fagocitos
que rodean la colonia puede producir daños en los tejidos alrededor del BF, lo que favorecerá el
crecimiento del mismo (Albizu y Baselga, 2002).
Sin embargo, no todos los BF resultan perjudiciales, algunos son beneficiosos ya que a nivel
tecnológico se emplean para la transformación de productos fermentados, o también en la
depuración del agua residual, por ejemplo, cuando se hace pasar por los filtros de arena donde
proliferan selectivamente. Sin embargo la mayoría de las veces, su presencia es indeseable
puesto que en muchos casos producen contaminaciones del producto acabado. Esto se traduce
en una disminución del periodo de conservación o incluso en una transmisión potencial de
enfermedades causantes de una toxiinfección alimentaria. Desde un punto de vista tecnológico,
hoy día se sabe que los BF pueden ocasionar reducción del flujo de líquidos, reducción de la
transmisión del calor, pérdidas energéticas, bloqueo de los poros de membranas y la corrosión de
metales. En resumidas cuentas, todo ello se traduce en pérdidas económicas para las industrias
(Fuster, 2004).
Eliminación y prevención.
Para evitar la formación de BF se deben eliminar todos los microorganismos de las
superficies que tomaran contacto con los alimentos (Piera, 2003). Llevar esto acabo puede ser
complejo debido a problemas como: La dificultad para remover los biofilms ya adheridos, sin
contacto físico directo sobre ellos, como el restregado manual durante la limpieza; dificultad para
aislar bacterias individuales con métodos de laboratorios tradicionales; problemas de
permeabilidad de surfactantes y otros detergentes, sobre las superficies; incremento de la
resistencia de las baterías a los desinfectantes (Salgar, 2004). Además, la literatura especializada
demuestra que los BF poseen una alta multirresistencia al tratamiento con antibióticos para las
bacterias presentes en los alimentos (Vanegas et al, 2009). Esto representa un serio desafío para
la industria alimentaria ya que este problema podría tener repercusiones de salud pública, ya que
pueden ser transmitidas por los alimentos.
Esta resistencia se explica por 3 hipótesis, que no son excluyentes (Albizu y Baselga,
2002):
1-Aunque los antibióticos pueden penetrar en el BF, no alcanzan una concentración
suficiente, por lo menos no alrededor de todas las bacterias.
2-Las bacterias situadas en la base del BF son metabólicamente inactivas y por ellos
resistentes algunos antibióticos.
3-existen mecanismos de degradación activa de los antibióticos que evitan que en algunas
partes del BF se alcancen concentraciones efectivas.
Los principales objetivos del control microbiano y de la eliminación de biofilms son prevenir
el deterioro de los productos y asegurar que se cumplen las especificaciones de calidad de los
mismos. Los medios más importantes para el mantenimiento de un control microbiano eficiente
incluye minimizar la carga microbiana de otras fuentes del proceso, control eficiente del
crecimiento en lugares vulnerables, microbiológicamente hablando, y limpieza y desinfección
adecuada de las líneas de proceso.
También es importante mantener las superficies de contacto directo con los alimentos
(bandas y mesas de corte por ejemplo) lo mas lisas posibles, para no ayudar a la fijación.; se
recomienda el restregado manual exhaustivo y uniforme de todas las superficies de contacto con
alimentos y eventualmente las de no contacto directo; programar limpiezas acidas continuas,
alternadas con alcalinas, ya q detergentes ácidos disuelven fácilmente el contenido de
polisacáridos de los biofilms, facilitando la posterior penetración del desinfectante (Salgar, 2004).
En el caso de las mastitis crónicas, causadas por biofilms, una estrategia para controlar y
prevenirlas, es utilizar los exopolisacáridos del BF como antígenos vacúnales. De este modo se
puede evitar la aparición de problemas crónicos en la explotación (Albizu y Baselga, 2002)
CONCLUSIÓN – DISCUSIÓN
En resumen los principales objetivos del control microbiano y de la eliminación de BF son
prevenir el deterioro de los productos y asegurar que se cumplen las especificaciones de calidad
de los mismos.
Los medios más importantes para el mantenimiento de un control microbiano eficiente
incluye minimizar la carga microbiana de otras fuentes del proceso, control eficiente del
crecimiento en lugares “vulnerables” microbiológicamente hablando, y limpieza y desinfección
adecuada de las líneas de proceso. Diversos estudios señalan a las enterobacterias como el
género más común de formación de BF y esto demuestra la deficiencia en los programas de
limpieza y desinfección. Por ello la importancia de diseñar programas eficaces de limpieza y
llevados a cabo exhaustivamente, de investigar en el desarrollo desinfectantes capaces de
eliminar la matriz de exopolímeros que forma los BF.
Además, es necesario el desarrollo de materiales que eviten la adhesión y no aporten
nutrientes a las bacterias formadoras de BF, para con ellos construir la maquinaria de estas
plantas de alimentos, así como también estudiar la mecánica de ellas, buscando minimizar la
adhesión y crecimiento de bacterias sin perjudicar los procesos productivos.
Por otra parte, el uso de insumos con bajas cargas microbianas es lo ideal, por dar un
ejemplo, controlar la formación de BF q favorecen la presentación de mastitis en vacas, para
favorecer la inocuidad en la industria de productos lácteos. Recordando en este caso la
importancia en salud pública de evitar la resistencia a antibióticos que pueden generar las
bacterias que se buscan eliminar.
En cualquier situación, la eliminación del BF es una tarea muy difícil y exigente que puede
resultar sumamente cara, poco realista incluso. Por lo que se hace necesario un análisis de costobeneficio, recordando que producir alimentos con una carga microbiana cero es prácticamente
imposible y que el objetivo de la industria alimentaria es su beneficio económico, quedando a
veces en manos del médico veterinario que trabaja en estas plantas de producción de alimentos la
tarea de conciliar la ganancia económica con la entrega de alimentos seguros y de calidad a sus
consumidores.
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