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

Resum

Aquest treball es va emmarcar al Projecte Nacional LISSA (RTI2018-098267-R-C32), projecte que centra els seus objectius en dues estratègies innovadores en el camp de les aplicacions alternatives antibiofilm. En aquesta tesi es van dur a terme diferents estudis, enfocats a comprendre la influència dels tractaments per al control de biofilms de L. monocytogenes. En primer lloc, partint d’un model in vitro estàndard per a biofilms de L. monocytogenes, es va avaluar l’eficàcia d’un producte enzimàtic per al despreniment de biofilms. Els resultats van mostrar que l’efectivitat contra biofilms madurs estava compresa entre el 85 i el 99% per les diferents soques estudiades. Els resultats van mostrar que el despreniment d’aquestes estructures pot estar relacionat amb el cep en estudi. En un segon estudi es van comparar onze tractaments, entre agents enzimàtics aplicats a diferents temperatures i concentracions, detergents alcalins i àcids, per a l’eliminació de L. monocytogenes S2-bac. Els resultats van mostrar que les cèl·lules de L. monocytogenes, que componen els biofilms, van disminuir sobre els recomptes després d’aplicar els tractaments àcid, alcalí i alcalí clorat en 6.03, 6.24 i 4.76 Log UFC/cm2, respectivament. L’observació de l’estructura dels biofilms a la superfície, mitjançant microscòpia d’epifluorescència directa (DEM), va mostrar que els tractaments convencionals no aconseguien eliminar les estructures. Els tractaments enzimàtics aplicats a 50ºC van obtenir el despreniment més gran i l’activitat biocida, encara que sense arribar a la mostrada pel tractament combinat, que va millorar l’eficàcia. En tercer lloc, atès que la principal preocupació respecte a la consolidació de biofilms a la indústria alimentària és la contaminació creuada del producte, es va considerar necessari avaluar l’impacte en termes de transferència. Es va fer una comparació sobre l’efectivitat del tractament alcalí clorat versus el tractament combinat avaluat a l’etapa anterior d’aquesta tesi. També es va avaluar la contaminació creuada amb brou de pollastre, centrant-se en biofilms no tractades i tractades. Els resultats van mostrar que, quan els biofilms no van ser sotmesos a tractament, les taxes de transferència obtingudes van donar lloc a contaminació creuada (20,4%), cosa que representa un risc potencial per a la seguretat alimentària, ja que aproximadament 1,66x104 cèl·lules estarien migrant al producte. El tractament convencional va transferir taxes similars a les obtingudes pels biofilms sense tractar, al contrari del que s’ha obtingut després de l’aplicació del tractament combinat, que va demostrar no produir contaminació creuada. Posteriorment es va avaluar l’impacte del tractament, tant convencional com a combinat. Alhora, es va estudiar la capacitat de regeneració de les cel·les que componen l’estructura, després de l’aplicació dels tractaments seleccionats, per veure si la càrrega residual romanent podia reconstruir l’estructura passades 24 hores. El tractament alternatiu va ser significativament (P < 0,05) més efectiu que el convencional, però cap va erradicar completament el patogen de les superfícies provades. Es va trobar regeneració de biofilm, aconseguint-se recomptes cel·lulars similars als controls. Finalment, es va fer un estudi per determinar la contaminació microbiana a diferents superfícies industrials d’una indústria càrnica. Posteriorment, es va aplicar un tractament antibiofilm durant diverses setmanes per determinar l’impacte de reducció dels diferents grups microbians. Els resultats obtinguts van mostrar dos grups principals d’àrees amb major i menor grau de contaminació microbiològica, i els recomptes d’aerobis totals van ser el grup microbià amb més contribució. Es va detectar la presència de L. monocytogenes en cinc superfícies diferents al llarg del mostreig. El tractament antibiofilm aplicat va mostrar una reducció a tots els grups microbians.