ASPETTI TEORICI DEL BIOFILM MICROBICO NELLE

ASPETTI TEORICI DEL BIOFILM MICROBICO
NELLE PROCEDURE DI PULIZIA E DISINFEZIONE
[Foto tratta Davey and O’Toole 2000]
da Dr Giuseppe De Lucia
e-mail: [email protected]
Indice degli argomenti
1- Biofilm microbico: definizione e caratteristiche
2- Problematiche legate alla presenza di biofilm nelle procedure di sanificazione
3- Le procedure di sanificazioni antibiofilm: caratteristiche generali
a- procedure di sanificazione ordinarie;
b- procedure di sanificazione periodiche o straordinarie
Biofilm microbico: definizione e caratteristiche
Che cos’è un biofilm microbico?
Un biofilm è una comunità strutturata di cellule (es.batteriche) racchiuse in
una matrice polimerica autoprodotta ed adesa ad una superficie inerte o
vivente .
(Biofilm di Bacillus cereus su una superficie di acciaio inox [Foto tratta dall’articolo
A rewiew of current and emergent biofilm control strategies Simoes, Lucia Simoes and J. Viera]
Quando si forma un biofilm microbico?
Il biofilm si può formare su superfici non correttamente sanificate in cui i
microrganismi sopravvissuti sono in grado di colonizzare le superfici e
sviluppare il fenomeno del biofilm.
Rappresentazione schematica del ciclo di formazione del biofilm [Foto tratta Stanley and
Lazzazera 2004]
Dove e perchè si forma un biofilm microbico?
Il biofilm si può formare su superfici che per la loro struttura sono
difficilmente sanificabili o sulle superfici le cui procedure di sanificazione
sono inefficienti. Tra le superfici più critiche ricordiamo taglieri, ceppi e, nel
caso di impianti, nelle curve ed in prossimità di valvole, connessioni ecc.
Perchè il microrganismo forma il biofilm?
Il microrganismo forma il biofilm per proteggersi in ambienti ostili.
Perchè il biofilm è pericoloso?
I microrganismi presenti nel biofilm possono ricontaminare il prodotto
alimentare a contatto con le superfici.
Da cosa è costituito un biofilm microbico?
Nel biofilm possiamo distinguere due parti:
1- EPS (Extracellular Polymeric Substances) gel costituito da acqua,
polimeri degli acidi uronici o acidi teicoci, proteine e sali. L’EPS può
rappresentare fino al il 80% in peso del biofilm;
2- Microrganismi rappresentano la restante parte in peso del biofilm
[Foto tratta Davey and O’Toole 2000]
Problematiche legate alla presenza di biofilm nelle
procedure di sanificazione
L’inefficienza delle normali procedure di sanificazione nei confronti del
biofilm è direttamente connessa con la difficile azione degli agenti
antimicrobici nella matrice EPS
La presenza dell’EPS agisce nei confronti degli agenti antimicrobici con due
diverse modalità:
1- resistenza alla diffusione del principio attivo disinfettante;
2- neutralizzazione parziale del principio disinfettante
Rappresentazione grafica della penetrazione del principio attivo
disinfettante [Foto concessa dal Center Biofilm E. del Montana US]
Azione di agenti chimici disinfettanti nei confronti di biofilm di
diversa età e su diversi materiali
Resistenza agli agenti disinfettanti su biofilm di listeria monocytogenes di
diverse età, prodotti su differenti materiali trattati per un tempo di contatto
di 1 minuto
Nel grafico N°1 biofilm su due diversi materiali di età compresa 1-20 giorni
dimostrano diversa resistenza all'azione del disinfettante [Grafico tratto
dall’articolo Resistance of Listeria monocytogenes Biofilms to sanitizing agents in a simulated Food
Processing E autori Y. Pan]
Più precisamente biofilm più vecchi dimostrano maggiore resistenza al
disinfettante rispetto a biofilm più giovani .
In entrambi i casi l'azione del disinfettante non è in grado di eliminare i
microrganismi presenti nel biofilm.
Acciaio
Teflon
Nel grafico N°2 i biofilm di diverse età sono stati prodotti su due materiali
(acciaio e teflon) e sottoposti all'azione di tre diversi principi disinfettanti AAcido Peracetico, B- Sale di ammonio e C-Ipoclorito di sodio.
Il maggior decremento di carica batterica si ha su biofilm giovani per tutti i
disinfettanti ma dopo una settimana l'azione di tutti e tre i disinfettanti nei
confronti del biofilm è assolutamente inefficiente non determinando
riduzione batterica! [Grafico tratto dall’articolo Resistance of Listeria monocytogenes Biofilms to
sanitizing agents in a simulated Food Processing E autori Y. Pan]
Le procedure di sanificazione antibiofilm:
caratteristiche generali
La chiave delle procedure antibiofilm è la prevenzione della formazione del
biofilm. Per tal ragione le procedure di sanificazione non debbono garantire
la formazione di biofilm.
In tal senso nei protocolli di pulizia e disinfezione vi sono delle procedure
particolarmente critiche che possono determinare nel tempo, nonostante la
costante e corretta applicazione della procedura di sanificazione prevista e
validata, le condizioni per la formazione del biofilm.
In quest’ottica si sono realizzate delle procedure di sanificazione la cui fase
di disinfezione o sanitizzazione sia sufficientemente potenziata al punto che
le concentrazioni e tempi dei disinfettanti o sanitizzanti impiegati sono tali
da garantire l’eliminazione del biofilm artificialmente (dei principali
microrganismi patogeni) prodotto in laboratorio di un età compresa tra 2448h.
Queste procedure di sanificazione ordinarie antibiofilm sono
quindi circoscritte ad alcune particolari procedure di sanificazione
particolarmente critiche.
La normale applicazione delle procedure di sanificazione può in taluni casi
per l’effetto della non corretta o non completa applicazione della fase di
detersione può alla lunga comunque determinare le condizioni che portano
alla successiva formazione del biofilm.
Per tal ragione ad ogni procedura di sanificazione ordinaria antibiofilm si
dovrà pensare ad una procedura di sanificazione periodica o
straordinaria antibiofilm da applicare nelle seguenti situazioni:
1- nel caso di conclamata presenza di biofilm (dovuta ad esempio
un’erronea procedura di sanificazione normalmente impiegata) in tal
caso la procedura sarà straordinaria;
2- nel caso la procedura di sanificazione ordinaria antibiofilm non
correttamente applicata determini comunque la formazione del biofilm.
Le procedura antibiofilm straordinaria o periodica rispetto a quella
giornaliera presenta due importanti differenze:
1- la concentrazioni dei principi disinfettanti ed i tempi sono molto più forti;
2- in talune procedure si impiega la tecnologia antibiofilm enzimatica del
prodotto “Rimozim”.