Utilización de una composición con peróxido de hidrógeno para detectar biofilms.

Utilización de una composición con peróxido de hidrógeno para detectar biofilms.

La presente invención se refiere a la utilización de una composición con peróxido de hidrógeno para detectar biofilms. Dicha composición comprende además un agente espesante y resulta especialmente adecuada para la detección rápida y eficaz de biofilm in situ, sobre superficies expuestas a contaminación microbiana, por ejemplo en el ámbito de la industria agroalimentaria y en el ámbito farmacéutico y hospitalario. También se refiere a un método para detectar biofilms en el que se emplea dicha composición.

Utilización de una composición con peróxido de hidrógeno para detectar biofilms

Campo de la técnica La presente invención se enmarca en el campo de la higiene de superficies y se refiere a un método para la detección de biofilms mediante el empleo de una composición que comprende peróxido de hidrógeno.

Estado de la técnica anterior

Un biofilm es un agregado de microorganismos constituido por una población de células creciendo adheridas entre ellas, ancladas a una superficie, e incrustadas en una matriz de sustancias poliméricas extracelulares (o EPS, del inglés extracellular polymeric substances) producidas por el propio biofilm. Las EPS pueden contener polisacáridos, proteínas, fosfolípidos, ácidos teicoicos y nucleicos, y otras sustancias poliméricas hidratadas hasta con un 97% de agua.

El biofilm puede estar constituido de monocultivos de microorganismos, o de diversas especies, así como de una mezcla de fenotipos de una especie dada. La formación de biofilms no está restringida a un grupo específico de microorganismos y hoy en día se considera que en las condiciones ambientales adecuadas, todos los microorganismos son capaces de formar biofilms sobre cualquier tipo de superficie.

Las ventajas que aporta un biofilm para la vida de los microorganismos son numerosas, principalmente el disponer de unas condiciones ambientales más estables, una reserva de nutrientes, un punto de anclaje, y mayor resistencia a la desecación. Así mismo, el biofilm también confiere una mayor resistencia a los microorganismos frente a la acción de desinfectantes.

Por lo tanto, en la práctica, un biofilm representa una barrera entre los microorganismos y los desinfectantes, antibióticos o biocidas, tal como se describe en el artículo Bredholt et al., Microbial methods for assessment of cleaning and disinfection of food-processing surfaces cleaned in a low-pressure system, Eur. Food Res. Technol., 1999, 209 (2) , 145-152.

A pesar de que la mayoría de las especies bacterianas tienen la capacidad de formar biofilms, algunos géneros lo forman más fácil y rápidamente que otros, como es el caso de Pseudomonas, Listeria, Enterobacter, Flavobacterium, Alcaligenes, Staphylococcus y Bacillus. La formación de biofilms no es exclusiva de bacterias, sino que las levaduras también pueden formarlos, como, por ejemplo, el Saccharomyces cerevisiae, presente en la industria vinícola La presencia de biofilms es especialmente indeseable en aquellos ámbitos en los que la higiene constituye un aspecto fundamental, como por ejemplo, en los procesos de fabricación de alimentos y bebidas, o en el ámbito farmacéutico y hospitalario.

Sin embargo, se ha determinado la presencia de biofilms en ámbitos tan diversos como, por ejemplo, a nivel médico, implicados en la patogenia de diversas enfermedades infecciosas y en la formación de placa dental; en hospitales, como contaminantes sobre diversas superficies, particularmente en instrumentos médicos, así como en catéteres, implantes o prótesis; en la industria alimentaria la proliferación de biofilms en las superficies, conducciones y equipos, sobre cualquier tipo de material, supone un riesgo de contaminación del producto acabado, y puede llegar representar un importante problema de salud pública; en diversos sistemas acuáticos, como por ejemplo, en sistemas de refrigeración industrial y conducciones de agua potable; en el ámbito doméstico, principalmente en baños y cocinas; entre otros posibles ejemplos.

En los biofilms presentes en el ambiente hospitalario, suelen predominar las bacterias Gram-positivas, notablemente del género estafilococos, aunque las infecciones debidas a bacterias Gram-negativas y fúngicas suelen ser más serias. Las infecciones fúngicas más comunes suelen ser causadas por especies patogénicas de Candida, particularmente C. albicans, C. dubliniensis, C. tropicalis y C. parapsilosis, como se describe en los artículos Hawser et al., Biofilm formation by Candida species on the surface of catheter materials in vitro, Infection Immunity, 1994, 62 (3) , 915-921, y Jabra-Rizk et al., Fungal biofilms and drug resistance, Emerging Infect. Dis., 2004, 10 (1) , 14-19.

Las especies más relevantes involucradas en la formación de biofilm en el marco de la producción de alimentos y que comprometen particularmente la seguridad alimentaria son Listeria monocytogenes, Salmonella spp., Escherichia coli, Cronobacter spp., Pseudomonas spp., Campylobacter jejuni y Bacillus spp, principalmente, tal como se describe en los artículos Mattila-Sandholm et al., Biofilm in the industr y : A review, Food Rev. Int., 1992, 8 (4) , 573603, Lee Wong et al., Biofilm in Food Processing Environments, J. Dair y Sci., 1998, 81 (10) , 2765-2770, y Jo et al., Maturation and survival of Cronobacter biofilms on silicone, polycarbonate, and stainless steel after UV light and ethanol immersion treatments, J. Food Protection, 2010, 73 (5) , 952-956.

Las superficies son una de las vías de contaminación de alimentos más frecuentes, tanto en la industria alimentaria, como en la restauración colectiva, o en el hogar. Las superficies de contacto con alimentos incluyen tanto las que tienen un contacto directo con los mismos, como aquellas desde las cuales existe un vertido sobre el alimento o sobre superficies que contactan el alimento, normalmente durante el curso de las operaciones. También se incluyen utensilios y superficies de los equipos.

Así pues, la industria alimentaria requiere adherirse estrictamente a las normas de higiene establecidas, así como la aplicación rigurosa del sistema de Análisis de Peligros y Puntos Críticos de Control (APPCC) a lo largo de la cadena alimentaria, tal como se describe en el artículo Panisello et al., Application of foodborne disease outbreak data in the development and maintenance of HACCP systems, Int. J. Food Microbiol., 2000, 59 (3) , 221-234.

En este marco, es imprescindible efectuar un control eficaz de la formación de biofilms sobre las superficies de contacto con el alimento, puesto que al desprenderse fragmentos de un biofilm con células viables, éstas pueden dispersarse y actuar como matriz para la fijación de nuevas células que darán lugar a un nuevo biofilm, con la consiguiente recontaminación de las superficies.

Uno de los factores esenciales en la implementación de dichos sistemas de higiene es disponer de un método rápido y efectivo para controlar su efectividad. Es imprescindible, pues, disponer de métodos que tengan una capacidad detectora de biofilms, que actúen como auxiliares para el establecimiento de Puntos Críticos de Control (PCC) en las superficies de la industria agroalimentaria.

En el estado de la técnica son conocidos un buen número de métodos para el estudio y la monitorización de biofilms procedentes de diversos ámbitos, que se basan, por ejemplo, en técnicas como la microscopía de fluorescencia, microscopía de barrido electrónica (SEM, scanning electron microscopy) , microscopía óptica diferencial de contraste de interferencia (DIC, differential interference contrast microscopy) , microscopía electrónica de transmisión (TEM, transmission electron microscopy) o, últimamente, la microscopía de barrido confocal láser (CLSM) en conjunto con el análisis de imagen han contribuido a un mejor entendimiento visual de la arquitectura del biofilm, tanto estática como dinámica, tal como se describe en el artículo Schlapp et al., Development of 3D architecture of uropathogenic Proteus mirabilis batch culture, J. Microbiol. Methods, 2011, 87, 234-240.

No obstante, uno de los métodos más utilizados en el estudio y detección de biofilm es el método del cultivo tisular en placas (TCP, tissue culture plate method) , que se basa realización de cultivos en placas y posterior análisis del biofilm formado por técnicas como ELISA, previa fijación y tinción del biofilm, tal como se describe en el artículo Christensen et al., Adherence of coagulase-negative staphylococci to plastic tissue culture plates: a quantitative model for the adherence of staphylococci to medical devices., J. Clin. Microbiol., 1985, 22 (6) , 996-1006.

Actualmente, los métodos disponibles para la determinación de biofilm en superficies, por ejemplo, en la industria alimentaria, son los métodos tradicionales y rápidos de control microbiológico. Los métodos tradicionales son el cultivo en placa o métodos de aplicación-impronta (Rodac, slides y Petrifilm) que, aunque fiables y eficientes, requieren al menos de varios días a una semana antes de que los resultados sean obtenidos, por lo que son inapropiados como herramienta de vigilancia rápida para el APPCC.

Los métodos rápidos se agrupan en tres categorías: métodos cualitativos, cuantitativos y... [Seguir leyendo]

1. Utilización de una composición acuosa que comprende peróxido de hidrógeno y un agente espesante para detectar biofilms.

2. Utilización según la reivindicación 1, caracterizado porque el contenido de peróxido de hidrógeno está comprendido entre el 0, 5% y el 50%, expresado en peso sobre el peso total de la composición.

3. Utilización según la reivindicación 2, caracterizado porque el contenido de peróxido de hidrógeno está comprendido entre el 4, 5% y el 7%, expresado en peso sobre el peso total de la composición.

4. Utilización según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el agente espesante se elige de entre el grupo formado por goma xantana, goma guar, goma gellan, goma garrofín, goma tragacanto, carragenanos, goma de Konjac, homopolímeros o copolímeros de ácidos carboxílicos, o anhídridos olefínicamente insaturados, y homopolímeros o copolímeros reticulados de ácidos carboxílicos o anhídridos olefínicamente insaturados.

5. Utilización según la reivindicación 4, caracterizado porque el agente espesante se elige entre goma xantana, goma gellan, goma Konjac y homopolímeros o copolímeros reticulados de ácidos carboxílicos o anhídridos olefínicamente insaturados.

6. Utilización según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el contenido de agente espesante está comprendido entre el 0, 05% y el 5%, expresado en peso sobre el peso total de la composición.

7. Utilización según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque la composición contiene adicionalmente un tensioactivo.

8. Utilización según la reivindicación 7, caracterizado porque el tensioactivo se selecciona de entre el grupo formado por tensioactivos aniónicos, tensioactivos anfóteros, tensioactivos no iónicos, y mezclas de los mismos.

9. Utilización según la reivindicación 8, caracterizado porque la composición comprende una mezcla de tensioactivos aniónicos y no iónicos.

10. Utilización según la reivindicación 9, caracterizado porque el tensioactivo aniónico es un sulfato de éter de alquilo y el tensioactivo no iónico se selecciona de entre el grupo formado por alcohol graso etoxilado, éster de sorbitan etoxilado y alquilpoliglicósido.

11. Utilización según cualquiera de las reivindicaciones 7 a 10, caracterizado porque el contenido de tensioactivo está comprendido entre el 3% y el 25%, expresado en peso sobre el peso total de la composición.

12. Utilización según la reivindicación 9 ó 10, caracterizado porque el contenido de tensioactivo no iónico está comprendido entre el 1% y el 15%, y el contenido de tensioactivo aniónico está comprendido entre el 0, 5% y el 10%, expresado en peso sobre el peso total de la composición.

13. Utilización según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque la composición contiene además un colorante.

14. Utilización según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13 caracterizado porque la composición contiene además un agente secuestrante.

15. Utilización según la reivindicación 1, caracterizado porque la composición comprende:

entre el 4% y el 15% de peróxido de hidrógeno;

entre el 0, 05% y el 5% de un espesante;

entre el 3% y el 25% de tensioactivo;

entre el 0, 0001% y el 1% de colorante;

entre el 0, 001% y el 5% de un agente secuestrante; y

entre el 0, 001% y 1% de estabilizante, en donde los porcentajes están expresados en peso con respecto al peso total de la composición.

16. Utilización según la reivindicación 1, caracterizado porque la composición comprende:

entre el 4% y el 15% de peróxido de hidrógeno;

entre el 0, 05% y 5% de un espesante;

entre el 1% y el 15% de tensioactivo no iónico;

entre el 0, 5% y el 10% de tensioactivo aniónico;

entre el 0, 0001% y el 1% de colorante;

entre el 0, 001% y el 5% de un agente secuestrante; y

entre el 0, 001% y el 1% de estabilizante, en donde los porcentajes están expresados en peso con respecto al peso total de la composición

17. Método para detección de biofilm en una superficie, que comprende las siguientes etapas: 5 (i) pulverizar sobre dicha superficie una composición acuosa que comprende peróxido de hidrógeno y un agente espesante;

(ii) dejar actuar la composición durante un período comprendido entre 30 segundos y 20 minutos; e (iii) inspeccionar visualmente la aparición de burbujeo.

18. Método según la reivindicación 17, caracterizado porque la composición pulverizada en la etapa (i) es según se define en cualquiera de las reivindicaciones 2 a 16.

FIGURA 1

FIGURA 2 FIGURA 3

A

B

C FIGURA 4

FIGURA 5

FIGURA 6