Control of listeria monocytogenes biofilms in the food industryfighting a recurring problem by studying its formation and elimination

Resumen

Este trabajo se enmarcó en el Proyecto Nacional LISSA (RTI2018-098267-R-C32), proyecto que centra sus objetivos en dos estrategias innovadoras en el campo de las aplicaciones alternativas de antibiofilm. En esta tesis se llevaron a cabo diferentes estudios, enfocados a comprender la influencia de los tratamientos para el control de biofilms de L. monocytogenes. En primer lugar, partiendo de un modelo in vitro estándar para biofilms de L. monocytogenes, se evaluó la eficacia de un producto enzimático para el desprendimiento de biofilms. Los resultados mostraron que la efectividad contra biofilms maduros estaba comprendida entre 85 y 99% para las diferentes cepas estudiadas. Los resultados mostraron que el desprendimiento de estas estructuras puede estar relacionado con la cepa en estudio. En un segundo estudio se compararon once tratamientos, entre agentes enzimáticos aplicados a diferentes temperaturas y concentraciones, detergentes alcalinos y ácidos, para la eliminación de L. monocytogenes S2-bac. Los resultados mostraron que las células de L. monocytogenes, que componen los biofilms, disminuyeron sus recuentos después de aplicar los tratamientos ácido, alcalino y alcalino clorado en 6.03, 6.24 y 4.76 Log UFC/cm2, respectivamente. La observación de la estructura de los biofilms en la superficie mediante microscopía de epifluorescencia directa (DEM) mostró que los tratamientos convencionales no conseguían eliminar las estructuras. Los tratamientos enzimáticos aplicados a 50ºC obtuvieron el mayor desprendimiento y actividad biocida, aunque sin llegar a la mostrada por el tratamiento combinado, que mejoró la eficacia. En tercer lugar, dado que la principal preocupación con respecto a la consolidación de biofilms en la industria alimentaria es la contaminación cruzada del producto, se consideró necesario evaluar el impacto en términos de transferencia. Se realizó una comparación sobre la efectividad del tratamiento alcalino clorado versus el tratamiento combinado evaluado en la etapa anterior de esta tesis. También se evaluó la contaminación cruzada con caldo de pollo, centrándose en biofilms no tratados y tratados. Los resultados mostraron que, cuando los biofilms no fueron sometidos a tratamiento, las tasas de transferencia obtenidas dieron lugar a contaminación cruzada (20,4%), lo que representa un riesgo potencial para la seguridad alimentaria, ya que aproximadamente 1,66x104 células estarían migrando al producto. El tratamiento convencional transfirió tasas similares a las obtenidas para los biofilms sin tratar, al contrario de lo obtenido tras la aplicación del tratamiento combinado, que demostró no producir contaminación cruzada. Posteriormente se evaluó el impacto del tratamiento, tanto convencional como combinado. Al mismo tiempo, se estudió la capacidad de regeneración de las celdas que componen la estructura, tras la aplicación de los tratamientos seleccionados, para ver si la carga residual remanente podía reconstruir la estructura pasadas 24 horas. El tratamiento alternativo fue significativamente (P < 0,05) más efectivo que el convencional, pero ninguno de ellos erradicó por completo el patógeno de las superficies probadas. Se encontró regeneración de biofilm, lográndose recuentos celulares similares a los controles. Finalmente, se realizó un estudio para determinar la contaminación microbiana en diferentes superficies industriales de una industria cárnica. Posteriormente, se aplicó un tratamiento antibiofilm durante varias semanas, para determinar el impacto de reducción de los diferentes grupos microbianos. Los resultados obtenidos mostraron dos grupos principales de áreas con mayor y menor grado de contaminación microbiológica, siendo los recuentos de aerobios totales el grupo microbiano con mayor contribución. Se detectó la presencia de L. monocytogenes en cinco superficies diferentes a lo largo del muestreo. El tratamiento antibiofilm aplicado mostró una reducción en todos los grupos microbianos.