O que são biofilmes?
Os biofilmes são colônias de microorganismos ligados entre si, embutidos em uma matriz extracelular e aderidos a uma base sólida. Eles representam uma estratégia perfeita para as bactérias, pois proporcionam estabilidade e proteção em um ambiente úmido e rico em nutrientes.
É um mecanismo de defesa utilizado pelos organismos contra seu meio ambiente.
Além disso, a matriz atua como uma proteção que facilita a sobrevivência de agentes externos, tais como desinfetantes e outros produtos.
Devido aos riscos de contaminação cruzada, é importante detectá-los e removê-los das superfícies de trabalho onde os produtos alimentícios são manuseados.
etapas de formação
Adesão. Sob as condições certas, os microorganismos ficam sobre uma superfície e começam a aderir a ela.
Colonização. As células microbianas geram colônias. Não é mais possível reverter o processo de adesão.
Formação. As células microbianas começam a desenvolver a matriz extracelular, criando um biofilme maduro.
Crescimento. Os interstícios e canais são formados dentro da matriz do biofilme para transportar água e nutrientes.
Dispersão. Os fragmentos do biofilme se rompem e se fixam a outras superfícies, facilitando assim a expansão do biofilme.
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Factores de formación de los biofilms
Há vários fatores envolvidos no desenvolvimento do biofilme:
1. Propriedades da superfície de contato
O substrato terá um impacto sobre as características de colagem. Assim, as bactérias tendem a aderir às superfícies hidrofílicas criando uma única camada uniforme, enquanto formam aglomerados em superfícies hidrofóbicas.
2. Tempo de contato
Um maior tempo de contato entre as células e o substrato significa que um maior número de ligações é criado. Além disso, a adesão se torna irreversível com o tempo.
Outros fatores, como as condições ambientais, o tipo de microorganismo, o substrato e a pressão nas superfícies de trabalho ou equipamentos, também podem ter um impacto considerável no potencial de formação de biofilme.
3. Características microbiais
As características da superfície celular, como flagelo, pili, proteínas de adesão e cápsulas, também podem influenciar o processo. Pili atua como um velcro para ancorar bactérias em algumas superfícies. Também podem atuar como quimiorreceptores, guiando as bactérias para locais específicos.
4. Disponibilidade de nutrientes
Os nutrientes têm uma influência maior sobre a estrutura e composição do biofilme. Alguns projetos de pesquisa realizados nos biofilmes Listeria revelaram que baixos níveis de fosfato promovem o desenvolvimento do biofilme, embora o efeito diminua após alguns dias.
5. Composição da comunidade microbiana
Os biofilmes multiespecíficos mostram uma espessura maior, e são mais estáveis aos fatores ambientais do que aqueles com apenas uma única espécie.
6. Disponibilidade de água
Este é um fator crucial para o desenvolvimento do biofilme, pois uma umidade relativa entre 90-100% facilita seu crescimento.
Portanto, a maioria dos biofilmes são encontrados em ambientes aquosos, tais como sistemas de linhas ou tubulações nas indústrias de laticínios.
Entretanto, valores em torno de 70-80% também foram encontrados como sendo suficientes para o desenvolvimento do biofilme. Isto indica que ambientes com alta umidade relativa (como os sprays), podem aumentar significativamente o risco de formação.
Composição
Os biofilmes incluem células microbianas, tais como bactérias, fungos, e uma matriz extracelular. A matriz representa 80% da composição do biofilme e é feita de exopolissacarídeos, com canais internos para a circulação da água, enzimas, nutrientes e resíduos.
Elas se desenvolvem em superfícies que favorecem sua adesão (porosas, raladas ou ásperas) ou que foram submetidas a um mau programa de limpeza e desinfecção.
Além disso, proporcionam uma função de proteção aos microorganismos que abrigam, reduzindo a eficácia dos tratamentos de desinfecção.
Riscos
A presença de biofilmes na indústria alimentícia é tão comum quanto preocupante.
Quando encontrados nas instalações, eles representam um risco importante para a segurança alimentar e também podem causar problemas operacionais em sistemas e equipamentos.
As condições ambientais que podem ser encontradas dentro de uma fábrica, em muitos casos, favorecem a presença de uma ecologia microbiana diversificada. Isto promove o desenvolvimento de biofilmes multiespecíficos, que podem abrigar microorganismos patogênicos, tais como Listeria monocytogenes, Salmonella, o Pseudomonas aeruginosa.
Principais problemas
- Contaminação de alimentos ou produtos, diminuindo a qualidade e encurtando o prazo de validade.
- Infecções por microorganismos patogênicos.
- Entupimento de linhas e tubulações, causando uma redução da velocidade do fluxo e aumentando os custos de energia.
- Entupimento e deterioração das membranas, causando uma redução da permeabilidade.
- Redução da transferência de energia e da eficiência energética.
- Corrosão de superfícies metálicas quando bactérias redutoras de sulfato ou redutoras de ácido crescem no biofilme.
Controle
- Antecipar e identificaronde os biofilmes podem ser formados: locais com água, matéria orgânica e microorganismos contaminantes. Lugares com má limpeza e desinfecção.
- Implementar estratégias para evitar a formação do novo biofilme.
- Programas de limpeza e desinfecção fina para removê-los.
- Alternar o uso de produtos químicos para evitar que os microorganismos se adaptem a eles.
- Inspeção visual e microbiológica do equipamento após a limpeza.
- Verificar regularmente a eficácia dos métodos de limpeza e desinfecção.
