¿Qué son los biofilms?
Los biofilms son colonias de microorganismos unidas entre sí, embebidas en una matriz extracelular y adheridas a un soporte sólido. Son la estrategia perfecta para las bacterias, porque les facilita estabilidad y protección en un entorno húmedo y rico en nutrientes.
En definitiva, es una forma de defensa de los organismos frente a su entorno.
Además, su propia matriz les protege facilitando su supervivencia a los agentes externos, como los desinfectantes y otros productos.
Debido a los grandes riesgos de contaminación cruzada, es muy importante su detección y posterior eliminación en superficies de trabajo donde se manipulan alimentos.
etapas de formación de los biofilms
Adhesión. Con las condiciones adecuadas los microorganismos se sitúan sobre la superficie y se inicia su adhesión a la misma.
Colonización. Las células microbianas dan lugar a colonias. La adhesión se convierte en irreversible.
Formación. Las células microbianas empiezan a formar la matriz extracelular, dando lugar a un biofilm maduro.
Crecimiento. Se forman intersticios y canales en el interior de la matriz del biofilm, que servirán para el transporte de agua y nutrientes.
Dispersión. Desprendimiento de fragmentos de biofilm y adhesión de estos en otras superficies, facilitando la expansión del biofilm.
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Factores de formación de los biofilms
Existen varios factores que afectan al desarrollo de los biofilms:
1- Las propiedades de la superficie de contacto
El tipo de sustrato influye en las características de la unión. De este modo, las bacterias tienden a unirse a las superficies hidrófilas uniformemente en una capa, mientras que en el caso de las superficies hidrófobas, tienden a unirse en grupos.
2- El tiempo de contacto
Un mayor tiempo de contacto entre las células y el sustrato permite que se establezca un mayor número de uniones. Además, con el tiempo, la adhesión es irreversible.
Factores como las condiciones ambientales, el tipo de microorganismo, el sustrato, y la presión en el caso de superficies de trabajo o utensilios, pueden también influir de manera importante en la mayor posibilidad de formación de biofilms.
3- Las características de la superficie
Las características de la superficie celular como los flagelos, pilis, proteínas de adhesión y cápsulas, ejercen también su influencia. Los pili actúan como un velcro para anclar las bacterias a algunas superficies. También actúan como quimioreceptores, dirigiendo a la bacteria hacia a algunos sitios específicos.
4- La disponibilidad de nutrientes
Los nutrientes ejercen una influencia mayor sobre la estructura y composición de los biofilms. Así pues, estudios realizados sobre biofilms de Listeria han pusieron de manifiesto que niveles bajos de fosfatos estimulan el desarrollo de biofilms, aunque el efecto se reducía después de varios días.
5- La composición de la comunidad microbiana
Los biofilms multiespecie presentan un mayor grosor y son más estables a los factores ambientales que los monoespecie.
6- La disponibilidad de agua
Este es un factor crucial para el desarrollo de los biofilms, porque una humedad relativa en torno al 90-100%, posibilita su crecimiento.
Por ello, la mayoría de los biofilms se encuentran en ambientes acuosos, como pueden ser los sistemas de conducción, o tuberías de las industrias lácteas.
Sin embargo, también se ha demostrado que valores en torno al 70-80% pueden ser suficientes para permitir el desarrollo de un biofilm. Esto indica que ambientes con humedad relativa alta (por ejemplo, aerosoles), pueden incrementar el riesgo de su aparición
Composición
Los biofilms están formados por células microbianas, como pueden ser bacterias, hongos y una matriz extracelular. La matriz constituye el 80% de su composición, está formada de exopolisacáridos y presenta canales internos por donde circulan agua, enzimas, nutrientes, y residuos.
Se desarrollan en superficies que favorecen su adherencia (porosas, ralladas o rugosas), o que han sido sometidas a un programa de limpieza y desinfección deficiente.
Además, proporciona una función protectora a los microorganismos que alberga, disminuyendo la eficacia de los tratamientos de desinfección.
Riesgos
La presencia de biofilms en la industria alimentaria es tan preocupante como habitual.
Su presencia en las instalaciones representa un gran riesgo para la seguridad alimentaria, y a su vez, puede generar problemas operativos en los equipos e instalaciones.
Las condiciones ambientales que podemos encontrar en el interior de una industria propician en muchos casos la presencia de una ecología microbiana muy diversa. Esto favorece el desarrollo de biofilms multiespecie que pueden albergar microorganismos patógenos como Listeria monocytogenes, Salmonella, o Pseudomonas aeruginosa.
Principales problemas
- Contaminación del alimento y/o producto, con una pérdida de calidad y vida útil.
- Infecciones por microorganismos patógenos.
- Obturación de conductos y tuberías, produciendo la reducción de la velocidad de flujo y el aumento de costes en energía.
- Obturación y deterioro de membranas, produciendo la reducción de su 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.
Control
- Prever e identificar donde se forman los biofilms: sitios con agua, materia orgánica y microorganismos contaminantes. Lugares con limpieza y desinfección insuficiente.
- Implantar de estrategias para evitar la nueva formación de biofilms.
- Poner a punto programas de limpieza y desinfección para la eliminación de los mismos
- Rotar los productos químicos para evitar adaptación de los microorganismos.
- Inspeccionar los equipos tras la limpieza, tanto visual como microbiológica.
- Verificar periódicamente de la eficacia de los métodos de limpieza y desinfección.
