Lavado y desinfección Fundamentos y factores que afectan la actividad de los desinfectantes

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1 Curso Internacional ACTUALIZACIÓN EN POSCOSECHA Y PROCESAMIENTO DE PRODUCTOS HORTIFRUTÍCOLAS Lavado y desinfección Fundamentos y factores que afectan la actividad de los desinfectantes Silvana Vero Cátedra de Microbiología. Facultad de Química

2 Físicos Agentes y Métodos para disminuir la carga microbiana Remoción mecánica, tratamientos térmicos, irradiación Químicos Aplicación de productos químicos Alcance de los tratamientos Desinfección, sanitización, antisepsis, esterilización

3 Desinfectante/ Sanitizante Agente químico empleado para reducir el número de microorganismos a un nivel aceptable, en un ambiente inanimado Los productos utilizados sobre objetos o superficies en contacto con alimentos se clasifican como sanitizantes (EPA)

4 Evaluación de la actividad de un agente antimicrobiano Factor de inactivación Definición: Porcentaje de microorganismos que son inactivados en un tiempo determinado, para una muestra y un proceso determinado FI (%) = (1- N / No) x100 4log

5 Desinfectante/ Sanitizante Según EPA Un buen sanitizante reduce la carga microbiana un 99,999% (5 órdenes) en 30 segundos 1 orden = 90% de la población inicial (ej.de 10 6 a 10 5 ) 5 órdenes = % de la población inicial ( ej. De 10 6 a 10 1 )

6

7 Acción comparada de varios desinfectantes Comparación entre los valores CT para la in activación del 99% de los microorganismos a 5 C Cuál es el desinfectante más activo en las condiciones de uso? Qué microorganismo es más resistente?

8 Valores de Ct recomendados para lavados poscosecha con hipoclorito 0-5 C 10 C FI= 99% Si el tiempo de contacto es 5 minutos determinar la concentración de desinfectante a agregar a ph=7 y temperatura 10 C

9 Nº sobrevivientes log Nº sobrevivientes Evaluación de la actividad de un agente Curva de muerte antimicrobiano Tiempo Tiempo (min) N t = N o e -kt

10 log Nº sobrevivientes Tiempo de reducción decimal (valor D) Definición: Tiempo en el cual se reduce en un 90%la población inicial 1 (disminuye un orden) 0 D = t - to log No- log N D Tiempo (min) D = -1 pend.

11 Tiempo de reducción decimal (D) Carga inicial 10 6 conidias/cm 2 Carga esperada 1 conidia/cm 2 D = 10 segundos Tiempo de contacto necesario = 60 segundos

12 Factores que afectan la acción de los agentes antimicrobianos 1) Factores que afectan la actividad a) Naturaleza de los microorganismos a controlar b) Número de microorganismos c) Tiempo de exposición d) Concentración o dosis del agente e) Temperatura f) Matriz 2) Factores que intervienen en el acceso del desinfectante a los microorganismos

13 log cfu/ml log sob./ml a) Naturaleza de microorganismos P.digitaum P.italicum Ecoli Salmonella <1 <1 Desinfectante: dióxido de cloro 10 ppm Condiciones: ph=6, Temp.25ºC, Tiempo 30 segundos

14 log Nº sobrevivientes b) Número de microorganismos (carga inicial) Tiempo (min)

15 log nºsbrevivientes/m l c) Tiempo de exposición ,8 2,2 <0.6 <0,6 <0,6 <0, t (seg) Desinfectante: dióxido de cloro estabilizado 20 ppm Condiciones: ph=6, Temp.25ºC, microorganismo: P.expansum

16 log nº m.o. viables d) Concentración o dosis Dosis Velocidad de muerte D Dosis 2 Dosis 1 tiempo

17 log nºsobrevivientes/ml Variación de la actividad con la concentración 6 5 4,8 4,8 4,8 4, ,3 3,0 t = 0 2 t = 2 min 1 0 < 0,6 <0,6-1 2,5 ppm 5 ppm 10 ppm 20 ppm concentración Desinfectante: dióxido de cloro estabilizado Condiciones: ph=6, Temp.25ºC, microorganismo: P.expansum

18 Coeficiente de dilución =(log t de muerte a C 2 - log t de muerte a C 1 ) Log C 1 - Log C 2 Peróxido de hidrógeno 1.07 Fenol 6 Amonios cuaternarios 1 Significado del coeficiente de dilución Si η= 6 si la solución se diluye ½ el tiempo de muerte aumenta 2 6 veces

19 e) Temperatura Coeficiente de temperatura Q 10 = tiempo de muerte a TºC tiempo de muerte a (T+10)ºC Significado de Q 10 Sustancia Q 10 Fenol 4 Hipoclorito 2 Para Q 10 = 4 : Si la temp. sube de 20ºC a 30 C, la actividad disminuye 4 veces

20 log sobrevivientes/m l Ejemplo ºC 5-7ºC concentración (ppm) Desinfectante: ácido peracético 80 ppm Condiciones: ph=6, microorganismo: P.italicum

21 Influencia de la temperatura en la actividad de un desinfectante

22 f) Influencia de la matriz Presencia de materia orgánica ph Actividad de agua Humedad ambiente

23 Valores D para Salmonella sp. en función de diferentes parámetros Temp (ºC) D (min.) Condiciones Huevo líquido ph=5.5 Huevo líquido ph=7.4 Huevo líquido ph=8.5 Buffer fosfato 0.1M ph= aw = aw = 0.90

24 Factores que afectan la acción de los desinfectantes: ph NaClO Actividad relativa ph

25 log nºsobrevivientes/m l Variación de la actividad con el ph ,8 4,8 4,8 4,8 4,8 4,3 2,4 <0,6 <0,6 inicial ph <0,6 t =0 t =2 min Desinfectante: dióxido de cloro estabilizado Condiciones: Temp.25ºC, Tiempo: 2 minutos, Microorganismo: P.expansum,

26 reducción decimal Factores que impiden el acceso a los microorganismos Inaccesibilidad Formación de biofilms Eficiencia (reducción decimal) de baños con H 2 O 2 (50ºC, 1 min) sobre manzana contaminada con E.coli (Annous et al., 2001) a 2.83a 1.62c 5%H2O b 5%H2O2 + surfactante 0 Superficie Herida

27 Surfactantes Reducen tensión superficial Mejoran reducción microbiana Remueven barreras naturales

28 Eficicacia de un método desinfectante/sanitizante Ensayos in vitro Cinética de muerte Espectro de acción Dependencia con concentración, ph, temperatura y materia orgánica Ensayos in situ

29 Sanitizantes para poscosecha: NaClO HClO Forma activa Actividad muy dependiente del ph Reacciona con materia orgánica con liberación de cloro Forma trihalometanos tóxicos

30 Concentración de cloro total recomendado para desinfección de frutas Suslow, T. CHLORINATION IN THE PRODUCTION AND POSTHARVEST HANDLING OF FRESH FRUITS AND VEGETABLES

31 Alternativas al hipoclorito de sodio Productos Agua (caliente) Dióxido de cloro Ácido peracético Peróxido de hidrógeno Agua ozonizada Amonio cuaternarios Ácidos orgánicos Methods to Reduce/Eliminate Pathogens from Fresh and Fresh- Cut Produce (http://www.cfsan.fda.gov/~comm/ift3-5.html)

32 log sob./ml log sob./ml log nº conidias viables/ml log sob./ml log sob./ml Desinfectantes sobre P. expansum <0.6 <0.6 < concentración hipoclorito (ppm) <0.6 < Concentración de dióxido de cloro estabilizado (ppm) <0.6 < concentración dióxido de cloro (ppm)

33 Actividad in situ Desinfección superficial Inoculación superficial. Suspensión de conidias 10 6 conidias/ml Secado a temp. ambiente Neutralización y recuento de sobrevivientes sobre fruta y en agua de lavado Tratamientos: Baño en desinfectante agitación 70 rpm Control: Baño en agua estéril, 70 rpm Determinación de la tasa de sobrevivencia de Penicillium expansum inoculado superficialmente en manzanas Determinación de la tasa de sobrevivencia de Penicillium expansum removidos mecánicamente en agua de lavado

34 Esporas/fruto Esporas/ml Resultados Conclusión: El baño con desinfectantes impide la contaminación cruzada

35 Conclusiones El rol predominante del baño desinfectante es prevenir la introducción y minimizar la redistribución de patógenos humanos o vegetales en el producto y superficies de empaque La reducción de la carga microbiana superficial es secundario Generalmente reducción limitada a 1 o 2 log Muy importante para prevenir contaminación cruzada

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