Composición para el control y la eliminación de biofilms.

Composición para el control y la eliminación de biofilms.

La presente invención se refiere a una composición para el control y la eliminación de biofilms,

que se han desarrollado en una superficie. La composición comprende un detergente y una combinación de tres enzimas (lipasa, proteasa y α-amilasa), de manera que la acción combinada de ambos componentes proporciona una gran eficacia en la eliminación de biofilms adheridos sobre superficies, tanto en zonas abiertas como en zonas cerradas. También se refiere a un procedimiento para eliminar el biofilm en el que se emplea dicha composición, al uso de la misma, y a un kit que la contiene.

Composición para el control y la eliminación de biofilms.

Campo de la técnica La presente invención se enmarca en el campo de la higiene de superficies y se refiere a una composición para el control y la eliminación de biofilms presentes en las mismas, que se basa en la combinación de un detergente y una composición enzimática.

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.

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, de manera que su presencia constituye un importante obstáculo para los procesos de limpieza y desinfección.

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.

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, Escherichia, Flavobacterium, Alcaligenes, Staphylococcus y Bacillus. Por otro lado, entre las levaduras más habitualmente implicadas en la formación de biofilm está, por ejemplo, el Saccharomyces cerevisiae, presente en la industria vinícola.

Se ha determinado la presencia de biofilms en ámbitos muy diversos, entre los cuales merece la pena destacarse las instalaciones industriales, donde generan múltiples problemas tanto tecnológicos como higiénicos. Así, por un lado, el biofilm provoca fenómenos de corrosión de las instalaciones, pérdidas de energía, disminución de la eficacia de los procesos, por ejemplo de los sistemas de refrigeración, o la inutilización de las conducciones. Así mismo, los biofilms actúan como focos de contaminación, de manera que su presencia es especialmente indeseable en aquellos sectores en los que la higiene constituye un aspecto fundamental, como por ejemplo, en los procesos de fabricación de alimentos y bebidas, medicamentos y cosméticos, así como en el ámbito hospitalario.

En los biofilms presentes en el ambiente hospitalario, por ejemplo en las superficies de catéteres, implantes o prótesis, 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.

Así pues, es imprescindible disponer de unos sistemas de higiene eficaces que permitan el control y la eliminación de los biofilms, particularmente en las industrias agroalimentaria, farmacéutica y cosmética, y también a nivel hospitalario, y en especial en las superficies de contacto con los productos, que constituyen una las vías de contaminación más frecuentes.

Sin embargo, los procedimientos para la eliminación de biofilms a nivel industrial, principalmente basados en la combinación de procesos mecánicos y el uso de desinfectantes y/o detergentes, no resultan totalmente eficaces.

Así pues, se considera que tales procesos de limpieza pueden eliminar hasta un 90% o más de los microorganismos asociados a una superficie, pero no permiten eliminarlos completamente, tal como se describe en el artículo Gibson et al., Effectiveness of cleaning techniques used in the food industr y in terms of the removal of bacterial biofilms, J. Appl. Microbiol., 1999, 87 (1) , 41-48. Esto se atribuye en buena parte a la presencia de la matriz polimérica, que constituye una barrera que impide la plena actuación de los desinfectantes. Así pues, un procedimiento de limpieza efectivo debería fragmentar o disolver la matriz del biofilm, para permitir el acceso de los desinfectantes a las células viables, tal como se describe en el artículo Chmielewski et al., Biofilm Formation and Control in Food Processing Facilities, Comprehensive Rev. Food Sci. Food Safety, 2003, 2, 22-32.

Por otro lado, a la hora de diseñar un sistema eficaz de desinfección industrial, deben tenerse en cuenta las características de las diversas superficies susceptibles de ser higienizadas, de modo que en grandes superficies abiertas pueden ser adecuados unos procedimientos que impliquen un aclarado extensivo, mientras que en superficies menos accesibles son preferibles los sistemas de limpieza in situ, conocidos como CIP (cleaning-inplace) , en los que las soluciones de limpieza se hacen circular a través de tanques, tuberías y equipos, sin necesidad de desmontarlos previamente.

En el estado de la técnica se han descrito numerosas y diversas aproximaciones para el control y la eliminación de biofilms.

Así por ejemplo, la solicitud de patente internacional WO-A-96/36569 se refiere a composiciones enzimáticas para eliminar o prevenir el biofilm que contienen al menos una enzima mananasa, opcionalmente combinada con otras enzimas elegidas entre carbohidrasas, proteasas, lipasas o glucoproteasas. Adicionalmente, la composición puede contener estabilizante de enzimas, biodispersante, biocidas y/o tensioactivos.

Análogamente, la solicitud de patente internacional WO-A-98/26807 se refiere a un método para la eliminación de biofilm de superficies mediante tratamiento enzimático doble, consistente en el tratamiento con una composición limpiadora que contiene una o más hidrolasas para desprender la capa de biofilm de la superficie, y una composición bactericida que contiene una oxidoreductasa para matar las células bacterianas presentes en el biofilm.

Así mismo, en la solicitud de patente internacional WO-A-01/53010 se describe un método para prevenir, desprender y facilitar la eliminación del biofilm adherido a superficies, formado en interfases sólido-líquido o sólido-líquido-aire, mediante la aplicación de al menos una enzima elegida entre carbohidrasas y proteasas, o bien mediante la aplicación de ambas, en este caso de manera secuencial, preferiblemente primero la carbohidrasa y después la proteasa.

También la solicitud de patente internacional WO-A-01/98214 se refiere a un método para eliminar y prevenir la formación de biofilms sobre superficies, que se basa en degradar las acilhomoserinalactonas producidas por los microorganismos del biofilm, mediante el uso de una composición que contiene al menos una enzima acilasa.

Por otro lado, la solicitud de patente internacional WO-A-2004/041988 se refiere a un método para la eliminación de biofilm mediante la aplicación simultánea o consecutiva de una solución que contiene pancreatina como mezcla enzimática y una solución detergente de... [Seguir leyendo]

1. Composición para el control y la eliminación de biofilm desarrollado en una superficie, caracterizada porque comprende:

a) un detergente, en el que el componente tensioactivo consiste en:

i. un éter de ácido carboxílico,

ii. una mezcla de olefina sulfonada y óxido de amina, o iii. un aducto de un poliol con óxido de etileno y óxido de propileno, y b) una combinación de enzimas que consiste en una lipasa, una proteasa y una α-amilasa.

2. Composición según la reivindicación 1, caracterizada porque el componente tensioactivo consiste en un éter de ácido carboxílico.

3. Composición según la reivindicación 1, caracterizada porque el componente tensioactivo consiste en una mezcla de olefina sulfonada y óxido de amina.

4. Composición según la reivindicación 1, caracterizada porque el componente tensioactivo consiste en un aducto de un poliol con óxido de etileno y óxido de propileno.

5. Composición según la reivindicación 4, caracterizada porque el poliol es glicerina.

6. Composición según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque el detergente comprende además un agente secuestrante.

7. Composición según la reivindicación 6, caracterizada porque el agente secuestrante se elige de entre el grupo formado por ácido cítrico, ácido tartárico, ácido glucónico, EDTA (ácido etilendiamino tetraacético) , DTPA (ácido dietilentriamino pentaacético) , NTA (ácido nitrilo triacético) , GLDA (ácido glutámico, N, N-diacético) y MGDA (metilglicina diacético) , sus sales sódicas, y mezclas de los mismos.

8. Composición según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada porque el detergente comprende un agente regulador del pH.

9. Composición según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque el detergente comprende un agente hidrótropo.

10. Composición según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizada porque el detergente comprende: -entre el 40% y el 65% tensioactivo, -entre el 0, 5% y el 15% de agente secuestrante, y -entre el 5% y el 55% agente regulador del pH,

en donde los porcentajes están expresados en peso con respecto al peso de materia activa.

11. Composición según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizada porque el detergente comprende: -entre el 30% y el 55% de tensioactivo, -entre el 0, 5% y el 15% de agente secuestrante, -entre el 5% y el 55% de agente regulador del pH, y -entre el 15% y el 25% de hidrótropo,

en donde los porcentajes están expresados en peso con respecto al peso de materia activa.

12. Composición según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizada porque la proteasa es una subtilisina.

13. Composición según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizada porque la combinación de enzimas tiene la siguiente composición: -entre el 20% y el 55% de α-amilasa, -entre el 1% y el 20% de lipasa, y

-entre el 45% y el 80% de proteasa, en donde los porcentajes están expresados en peso sobre el peso total de las enzimas.

14. Composición según la reivindicación 1, caracterizada porque el tensioactivo es un éter de ácido carboxílico con

propiedades espumantes y la combinación de enzimas tiene la siguiente composición: -entre el 20% y el 40% de α-amilasa, -entre el 1% y el 20% de lipasa, y

-entre el 55% y el 80% de proteasa, en donde los porcentajes están expresados en peso sobre el peso total de las enzimas.

15. Composición según la reivindicación 1, caracterizada porque el tensioactivo es una mezcla de olefina sulfonada

y óxido de amina y la combinación de enzimas tiene la siguiente composición: -entre el 20% y el 40% de α-amilasa, -entre el 1% y el 20% de lipasa, y

-entre el 55% y el 80% de proteasa, en donde los porcentajes están expresados en peso sobre el peso total de las enzimas.

16. Composición según la reivindicación 1, caracterizada porque el tensioactivo es un aducto de poliol con óxido de

etileno y óxido de propileno y la combinación de enzimas tiene la siguiente composición: -entre el 25% y el 50% de α-amilasa, -entre el 1% y el 10% de lipasa, y

-entre el 45% y el 70% de proteasa, en donde los porcentajes están expresados en peso sobre el peso total de las enzimas.

17. Composición según la reivindicación 1, caracterizada porque el tensioactivo es un éter de ácido carboxílico con

propiedades no espumantes y la combinación de enzimas tiene la siguiente composición: -entre el 25% y el 50% de α-amilasa, -entre el 1% y el 10% de lipasa, y -entre el 45% y el 70% de proteasa, en donde los porcentajes están expresados en peso sobre el peso total de las enzimas.

18. Composición según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 17, caracterizada porque tiene una concentración de detergente comprendida entre el 0, 005% y el 5%, expresada en peso, de materia activa detergente; y una concentración de la combinación de enzimas comprendida entre el 0, 0001% y el 1%, expresada en peso, de materia activa enzimática.

19. Composición según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 17, caracterizada porque está en forma de una solución acuosa concentrada que comprende el detergente con una concentración comprendida entre el 10% y el 45% expresada en peso, de materia activa detergente; y la combinación de enzimas con una concentración comprendida entre el 0, 1% y el 5% expresada en peso, de materia activa enzimática.

20. Composición según la reivindicación 19, caracterizada porque el tensioactivo es un éter de ácido carboxílico con propiedades espumantes, o una mezcla de olefina sulfonada y óxido de amina, y el contenido de la combinación de enzimas es preferiblemente el siguiente:

-entre el 25% y el 45%, más preferiblemente entre el 30% y el 40% de α-amilasa,

-entre el 1% y el 20%, mas preferiblemente entre el 5% y el 15% de lipasa, y

-entre el 45% y el 70%, más preferiblemente entre el 50% y el 60% de proteasa, y

en donde los porcentajes están expresados en peso respecto al peso total de las enzimas.

21. Composición según cualquiera de las reivindicaciones 19 ó 20, caracterizada porque comprende un cosolvente y/o un estabilizante.

22. Composición según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 17, caracterizada porque el detergente está en forma de una solución acuosa concentrada que contiene entre el 10% y el 45%, expresada en peso, de materia activa detergente.

23. Composición según la reivindicación 22, caracterizada porque la solución acuosa del detergente comprende un cosolvente.

24. Composición según cualquiera de las reivindicaciones 22 o 23, caracterizada porque la combinación de enzimas está en forma de una solución acuosa concentrada que contiene entre el 1% y el 15%, expresado en peso, de materia activa enzimática.

25. Composición según la reivindicación 24, caracterizada porque la combinación de enzimas comprende un estabilizante.

26. Kit para el control y la eliminación de biofilm desarrollado en una superficie, caracterizado que comprende la solución acuosa concentrada de detergente de cualquiera de las reivindicaciones 22 ó 23, en un envase separado de la solución acuosa concentrada de la combinación de enzimas de cualquiera de las reivindicaciones 24 ó 25.

27. Procedimiento para el control y la eliminación de biofilm desarrollado sobre una superficie caracterizado porque comprende las siguientes etapas:

(i) aplicar una composición según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 25 sobre la superficie;

(ii) dejar actuar la composición durante un período comprendido entre 10 min y 180 min;

(iii) aclarar con agua.

28. Procedimiento según la reivindicación 27, caracterizado porque comprende además la siguiente etapa:

(iv) aplicar un desinfectante 29. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 27 ó 28, caracterizado porque después de la etapa (ii) , y antes de la etapa (iii) , se aplica sobre la superficie una solución alcalina y se deja actuar durante un período de tiempo comprendido entre 10 min y 90 min.

30. Uso de una composición según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 25 para el control y la eliminación de biofilm desarrollado sobre una superficie.