Biofilm multiespecie en la industria alimentaria

La presencia de biofilms en la industria alimentaria es tan preocupante como habitual. Las condiciones ambientales que podemos encontrar en el interior de una industria alimentaria propician en muchos casos la presencia de una ecología microbiana muy diversa, que puede albergar microorganismos patógenos con capacidad para formar biofilms como Listeria monocytogenes, Salmonella enterica, Escherichia coli o Pseudomonas aeruginosa.

Los biofilms actúan como un mecanismo de protección para la población microbiana. En el interior del biofilm los microorganismos se encuentran adheridos entre ellos y a una superficie y, a su vez, embebidos en una matriz polimérica extracelular que ellos mismos generan. En su interior, además, podemos encontrar una estructura de canales intersticiales, a través de la cual se favorece la accesibilidad de los microorganismos a agua y nutrientes.

Etapas de formación del biofilm

La formación de un biofilm se inicia con la adhesión de los microorganismos a una superficie, seguida de su crecimiento y colonización. A continuación, se lleva a cabo la formación de la matriz extracelular y de los canales intersticiales, todo ello mediado por un mecanismo de comunicación entre microorganismos llamado quorum sensing. Una vez el biofilm es maduro, se inicia la fase de dispersión, en la que pequeños fragmentos de este se desprenden y colonizan otras superficies, en las que pueden desarrollar de nuevo un biofilm. De esta manera, la formación inicial de un biofilm sobre una superficie en un punto concreto del proceso productivo puede dar lugar a su expansión a diferentes puntos de la industria alimentaria.

La aparición de biofilms en la industria alimentaria preocupa especialmente porque en el interior de un biofilm los microorganismos cuentan con una barrera protectora frente a todo tipo de estrés ambiental, así como frente a la acción de los agentes antimicrobianos que se utilizan habitualmente en los procesos de limpieza y desinfección de las industrias alimentarias. Al encontrarse embebidos en una matriz polimérica, se dificulta el proceso de difusión de los productos biocidas y, por tanto, únicamente los microorganismos que se encuentren en la región más externa del biofilm quedarán expuestos a una concentración letal del producto. El resto de microorganismos solo recibirán una concentración subletal de biocida que no sólo no los eliminará, sino que, además, podrá favorecer la aparición de células persistentes.

Problemática e importancia de establecer sistemas de detección

La presencia de los biofilms en la instalación, y su relación causa-efecto con la presencia de microorganismos patógenos como, hace imprescindible que entre las estrategias de control de estos patógenos una de las destacadas sea el control de biofilms y el establecimiento de procedimientos de detección y eliminación de biofilms.

La detección de biofilms y la determinación de las zonas propensas a su desarrollo tiene, pues, una gran importancia para garantizar la inocuidad de los alimentos que se elaboran. En la práctica diaria, en las industrias alimentarias se emplean diversos métodos y técnicas para verificar la higienización correcta, como el uso de placas de contacto con medios selectivos, bioluminiscencia, etc.; sin embargo, estas técnicas no detectan la matriz del biofilm sino la presencia de microorganismos, materia orgánica, residuos de proteínas, o suciedad orgánica.

Las deficiencias en los procesos de limpieza y desinfección, originados por una disminución de la frecuencia de higienización, presencia de puntos de difícil acceso, diseño higiénico deficiente de las instalaciones, falta de pericia de los operarios, etc., propician la presencia de restos de suciedad y la aparición de biofilms, que en un primer momento están constituidos por unas pocas capas de células bacterianas con uniones inicialmente débiles a las superficies y que, en el transcurso del tiempo, se adhieren más fuertemente e incrementan su biomasa, así como el número de especies microbianas que lo constituyen hasta alcanzar el rango de un biofilm multiespecie maduro, que actúa como reservorio de microorganismos patógenos, entre ellos Listeria monocytogenes. Esta bacteria ha demostrado su habilidad para colonizar biofilms formados originariamente por otros microorganismos, como Pseudomonas spp., y constituirse en parte relevante de dicho biofilm.