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

Agentes y Métodos para disminuir la carga microbiana

• Físicos

Remoción mecánica, tratamientos térmicos, irradiación

• Químicos

Aplicación de productos químicos

Alcance de los tratamientos

Desinfección, sanitización, antisepsis, esterilización

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)

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

Evaluación de la actividad de un agente antimicrobiano

4log

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 106 a 105) 5 órdenes = 99.999% de la población inicial ( ej. De 106 a 101)

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?

Valores de Ct recomendados para lavados poscosecha con hipoclorito

• FI= 99%

Si el tiempo de contacto es 5 minutos determinar la concentración de desinfectante a agregar a pH=7 y temperatura 10°C

http://www.envirolyte.co.nz/docs/dosing%20regimes.pdf

0-5°C 10°C

Evaluación de la actividad de un agente antimicrobiano

Curva de muerte

0

1

2

3

4

5

6

7

8

0 20 40 60 80

Tiempo (min)lo

g N

º so

bre

vivi

ente

s

Nt = No e -kt

Nº

sob

reviv

iente

s

Tiempo

Tiempo de reducción decimal (valor D)

•Definición:

Tiempo en el cual se reduce en un 90%la

población inicial (disminuye un orden)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

0 20 40 60 80

Tiempo (min)

log

Nº

so

bre

viv

ien

tes

D = t - to

log No- log N

D

D = -1

pend.

• Carga inicial 106 conidias/cm2

• Carga esperada 1 conidia/cm2

• D = 10 segundos

Tiempo de contacto necesario = 60 segundos

Tiempo de reducción decimal (D)

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

a) Naturaleza de microorganismos

Desinfectante: dióxido de cloro 10 ppm

Condiciones: pH=6, Temp.25ºC, Tiempo 30 segundos

6.1 665.9

<1<10.3

2.1

0

1

2

3

4

5

6

7

P.digitaum P.italicum Ecoli Salmonella

log

cfu

/ml

log s

ob

./m

l

b) Número de microorganismos (carga inicial)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

0 20 40 60 80

Tiempo (min)

log

Nº

so

bre

viv

ien

tes

c) Tiempo de exposición

4,8

2,2

<0.6 <0,6 <0,6 <0,6

-1

0

1

2

3

4

5

6

0 30 60 90 120 150

t (seg)

log

nºs

bre

viv

ien

tes

/ml

Desinfectante: dióxido de cloro estabilizado 20 ppm

Condiciones: pH=6, Temp.25ºC, microorganismo: P.expansum

d) Concentración o dosis lo

g n

º m

.o. v

iab

les

tiempo

Dosis 2

Dosis 1

Dosis Velocidad de muerte

D

Variación de la actividad con la concentración

4,8 4,8 4,8 4,8

3,33,0

< 0,6 <0,6

-1

0

1

2

3

4

5

6

2,5 ppm 5 ppm 10 ppm 20 ppm

concentración

log

nºs

ob

reviv

ien

tes

/ml

t = 0

t = 2 min

Desinfectante: dióxido de cloro estabilizado

Condiciones: pH=6, Temp.25ºC, microorganismo: P.expansum

=(log t de muerte a C2- log t de muerte a C1)

Log C1 - Log C2

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 26 veces

Coeficiente de dilución

e) Temperatura

• Coeficiente de temperatura

Q10 =

tiempo de muerte a TºC

tiempo de muerte a (T+10)ºC

Sustancia Q10

Fenol 4

Hipoclorito 2

Significado de Q10

Para Q10= 4 :

Si la temp. sube de 20ºC a 30°C, la actividad disminuye 4 veces

6

4.9

3.7

6 6 5.7

0

1

2

3

4

5

6

7

0 50 100

concentración (ppm)

log

so

bre

viv

ien

tes

/ml

25ºC

5-7ºC

Ejemplo

Desinfectante: ácido peracético 80 ppm

Condiciones: pH=6, microorganismo: P.italicum

Influencia de la temperatura en la actividad de un desinfectante

f) Influencia de la matriz

• Presencia de materia orgánica

• pH

• Actividad de agua

• Humedad ambiente

Valores D para Salmonella sp. en función de diferentes parámetros

Temp (ºC)

D (min.)

Condiciones

60

9.5

Huevo líquido pH=5.5

60

4.6

Huevo líquido pH=7.4

60

0.36

Huevo líquido pH=8.5

60

0.29

Buffer fosfato 0.1M pH=6.5

57.2

13.5

aw = 0.99

57.2

31.5

aw = 0.90

Factores que afectan la acción de los desinfectantes: pH

NaClO

Actividad relativa pH

1 7

1.5 5

2 3

Variación de la actividad con el pH

4,8 4,8 4,8 4,8 4,84,3

2,4

<0,6<0,6<0,6

-1

0

1

2

3

4

5

6

inicial 8 7 6 4

pH

log

nºs

ob

reviv

ien

tes

/ml

t =0

t =2 min

Desinfectante: dióxido de cloro estabilizado

Condiciones: Temp.25ºC, Tiempo: 2 minutos, Microorganismo: P.expansum,

Factores que impiden el acceso a los microorganismos

• Inaccesibilidad

• Formación de biofilms

Eficiencia (reducción decimal) de baños con H2O2 (50ºC, 1 min)

sobre manzana contaminada con E.coli (Annous et al., 2001)

2.34a

0.58b

2.83a

1.62c

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

Superficie Herida

red

uc

ció

n d

ec

ima

l

5%H2O2

5%H2O2 +

surfactante

Surfactantes

Reducen tensión superficial

Mejoran reducción microbiana

Remueven barreras naturales

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

Sanitizantes para poscosecha: NaClO

• HClO Forma activa

• Actividad muy dependiente del pH

• Reacciona con materia orgánica con liberación de cloro

• Forma trihalometanos tóxicos

Concentración de cloro total recomendado para desinfección de frutas

Suslow, T. CHLORINATION IN THE PRODUCTION AND POSTHARVEST HANDLING OF FRESH FRUITS AND VEGETABLES

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)

Desinfectantes sobre P. expansum

5.9

1.3

<0.6<0.6<0.6

0

1

2

3

4

5

6

7

0 25 50 100 200

concentración hipoclorito (ppm)

5.9

3.0

1.3

<0.6<0.6

0

1

2

3

4

5

6

7

0 1 2 3 5

concentración dióxido de cloro (ppm)

log

nº

co

nid

ias

via

ble

s/m

l

4.7

3.32.9

<0.6 <0.6

-1

0

1

2

3

4

5

6

0 2.5 5 10 20

Concentración de dióxido de cloro estabilizado (ppm)

log

so

b./

ml

log

so

b./

ml

log

so

b./

ml

log

so

b./

ml

Actividad in situ

Desinfección superficial

Inoculación superficial. Suspensión de conidias 106conidias/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

Resultados

Conclusión: El baño con desinfectantes impide la contaminación cruzada

Esp

ora

s/m

l

Esp

ora

s/fr

uto

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