Rengøring og desinfektion – alternative metoder

Kim O. Gradel(DFVF, Århus (indtil 1/3-04), Ålborg Sygehus (efter 1/3-04)

(E-mail pr. 1/3-04: 10488@aas.nja.dk)

Fjerkræproduktion for dyrlæger, der udfører kontrol i slagtefjerkræbesætninger

16.-17. marts 2004, Middelfart Kursuscenter

Disposition

• Desinfektionsmetoder• Varme og bakterier, teori• Varme og vegetative bakterier, praksis

• Erfaringer fra konsumægsstalde• Erfaringer fra slagtekyllingehuse

• Desinfektion af slagtekyllingehuse, praksis• Konklusioner

Desinfektionsmetoder• Kemiske:

– Overfladedesinfektion• Manuelt• Koldtåge

– Varmtågedesinfektion• ”Alternative”:

– UV-lys– Ozon– Varme

• Kombinationer (additiv effekt)

Varme og bakterier, teori• Mest forskning med bakterier, både med sporer og

vegetative former.• Næsten al forskning fra fødevaremikrobiologien.• Store variationer i decimeringstider (=D-værdier = den tid

det tager at reducere et vist antal mikroorganismer til 1/10 af dette antal ved en bestemt temperatur), fra sekunder i boullion til timer/dage i f.eks. fedt.

• Principper er ofte generelle, men konkrete data (f.eks. nødvendige tid-temperatur-fugt til drab af bakterier) kan sjældent ekstrapoleres.

Type af mikroorganisme og generel følsomhed overfor

ugunstige påvirkningerPrioner < coccidier < sporer < Mycobakterier < cyster < små vira uden kappe (IBD) < trophozoiter < gram-negative bakterier (salmonella) < svampe < store, ikke-kappebærende vira < gram-positive bakterier < kappe-bærende vira (ND, AI).

NB! Mange undtagelser fra dette, f.eks. regnes enterokokkerfor at være mere modstandsdygtige end salmonella og campylobacter er mere følsomme end salmonella, selvomde begge er gram-negative.

Ref ID 471

Desinfektion: Generelle betragtninger

Mikro-organisme

Desinfek-tionsmiddel Omgivelser

Type”Tilstand”

Organisk materialeTemperaturpHBiofilm

TypeKoncentration

Stresstilpasning – et eksempel

Ref ID 1453

Kryds-”resistens” i bakterier

Ydre forhold Stress respons system

Kulde Stationær fase/”generelt”

Sult Varme

Osmolalitet Oksidation

Varme Osmolalitet

Oksidation Lav pH

Lav pH

Vandaktivitet og fedt i det materiale, som Vandaktivitet og fedt i det materiale, som SalmonellaSalmonella findes i findes i

Y-akse: D-værdi (timer)

X-akse: % tilsat fugt

•Mælkechokolade

•Fedtrigt

•Lav vandaktivitet

•Kurven:71 grader

•”Tærskelværdi” forfugt: Generelt eller kunfor mælkechokolade?

Kilde: Ref ID 370

• Kurver for S. Enteritidis. Materiale: Fjerkræfoder• Y-akse: Reduktionsrate.

Fugtighed i materialet med salmonellabakterierFugtighed i materialet med salmonellabakterier

Kilde: Ref ID 506

Udtørring af salmonellabakterier Udtørring af salmonellabakterier og overlevelse ved varmeog overlevelse ved varme

• X-akse: Tid (minutter). Y-akse: Log CFU/ml• NB: X- og Y-akser er ikke umiddelbart sammenlignelige!!!

0 timersudtørring

48 timersudtørring

Kilde: Ref ID 326

Forskellige stoffer omkring bakterierneForskellige stoffer omkring bakterierne

Kilde: Ref ID 372

•Åbne ringe:BHI + salt

•Lukkede ringe:BHI + glycerol

•Trekanter:BHI

•Krydser:BHI + sukrose

NB! Alt er med samme vandaktivitet!

• Opvarmet fra 20 til 55 grader med forskellige hastigheder

• Prøver udtaget ved forskellige tidsintervaller og opvarmet ved 55 grader i 25 minutter.

• Y-akse: % overlevende efter varmepåvirkning.

0,6 oC/min 1,0 oC/min

2,0 oC/min

5,0 oC/min

10,0 oC/min

38 oC/min

Opvarmnings-Opvarmnings-tidens betydning tidens betydning for drab af for drab af salmonellasalmonella

Kilde: Ref ID 363

””VarmeshockVarmeshock””•Udfyldte ringe: S. Typhi-murium udsat for 48 graderi 30 minutter forud for opvarmningen.•Åbne ringe: S. Typhi-murium, som ikke har væretudsat for 48 grader i 30minutter forud foropvarmningen.

•Alle dyrket ved 37 grader.

•X-akse: Tid (50,52 grader: Timer. 55,57,59 grader:Minutter •Y-akse: Log CFU/m

Kilde: Red ID 312

• Y-akser: Overlevende (log)

Bakteriernes alder og varmeresistensBakteriernes alder og varmeresistens

36 timer

24 timer

18 timer

Tid (minutter)

Temperatur:55 grader

Tid (minutter) Tid (minutter)

Midterste kurve og kurve til højre.Tailing

Str. FaecalisTrifasisk kurve

Str. FaecalisTo dyrknings-medier

Kilde: Ref ID 377

OpsummeringOpsummering

omkring varmedrabomkring varmedrab•De samme faktorer som hæmmer effekten af en kemisk desinfektion, hæmmer effekten af varme:

Udtørring

Organisk materiale (skidt, snavs, støv…..)

Bakterier i ”dvale”

Osv. Osv. Osv.

•Varmens fordel i forhold til kemisk desinfektion er således, at den bedre kan nå alle staldens kringelkroge.

Laboratorieforsøg: Varme og salmonella

• Princip: Worst-case scenario laboratorietests• Konklusioner:

– Fugt var den vigtigste enkeltstående faktor involveret i bakteriedrab.

– 60 oC og 100% RH i 24 timer slog alle salmonella og E. coli (naturligt forekommende i faeces) ihjel.

– Der var høj sammenhæng mellem drab af salmonella og E. coli, dvs. sidstnævnte er en brugbar indikatorbakterie.

• Litteratur:– Gradel, K.O. (2002): Varmedesinfektionsprojektet: Resultater fra

laboratorieforsøg. Dansk Erhvervsfjerkræ, 7, 208-211.– Gradel, K.O., Jørgensen, J.C., Andersen, J.S., Corry J.E.L. (2003): Laboratory

heating studies with Salmonella spp. and Escherichia coli in organic matter, with a view to decontamination of poultry houses. Journal of Applied Microbiology, 94, 919-928.

Feltforsøg: Varme og salmonella

• Principper: – Gylden standard fra laboratorieforsøg brugt i naturligt

salmonellainficerede stalde (dampbehandling), evt. suppleret med 30 ppm formaldehyd.

– Salmonellaprøver samt indikatorprøver (E. coli, enterokokker/E. faecalis i fæces- eller foderprøver placeret hvor temperaturen blev logget).

• Konklusioner:– 60 oC og 100% RH i 24 timer var også effektivt i feltforsøg, specielt i

stalde hvor 30 ppm formaldehyd blev brugt. • Litteratur:

– Gradel, K.O., Nielsen, B.L., Jessen, B., Knudsen, V. (2002): Varmedesinfektionsprojektet: Resultater fra feltforsøg. Dansk Erhvervsfjerkræ, 8, 238-244.

– Gradel, K.O., Jørgensen, J.C., Andersen, J.S., Corry J.E.L. (2004): Monitoring the efficacy of steam and formaldehyde treatment of naturally Salmonella-infected layer houses. Journal of Applied Microbiology, 96, 613-622.

To identiske stalde på samme ejendom varmebehandlet med tør og fugtig varme

• Minimal bias fra hustype og management!• Sandsynligvis Danmarks største burstalde.• Tør varme: Gnstl. 61-70 oC over en periode på 191½

time (ca. 8 dage).• Fugtig varme: Gnstl. 50-59 oC over en periode på ca.

142 timer (ca. 6 dage).• Udstyr til måling af temperatur var ikke kalibreret, men

samme udstyr blev brugt de samme steder i de to stalde, som således kan sammenlignes.

To identiske stalde på samme ejendom varmebehandlet med tør og fugtig varme

05

101520253035404550556065707580

Tem

pera

ture

/deg

rees

cel

cius

Mørke ”ruder”: Fugtig varme.Lyse firkanter: Tør varme.

Tør varme, resultaterSample type Heat

treatmentSalmonella E. coli Enterococci

Faeces Before 8/16 15/16 11/16

After 3/16 13/16 9/16

Residue from feed troughs Before 0/14 3/14 7/14

After 1/14 1/14 7/14

Residue from egg belts Before 0/1 0/1 1/1

After 0/1 0/1 1/1

SUM Before 8/31 18/31 19/31

After 4/31 14/31 17/31

Resultater før fugtig varme

Sample category

Stack Total per sample categoryLower Middle Upper > 1 ?

Manure system2 2/2 2/8 4/7 1/3 9/20

Feed system3 4/8 1/1 1/3 1/7 7/19

Crevice4 1/7 0/1 1/4 0/4 2/16

Egg belts5 2/2 1/1 0/2 3/5

Miscellaneous6 0/1 1/2 0/2 1/3 2/8

SUM 2/3 10/27 5/11 3/8 3/19 23/68

Resultater efter fugtig varme

• Salmonella fundet i 0/68 prøver.• Alle Rambach-plader sterile, dvs.

sandsynligvis også stor reduktion af coliforme bakterier.

Ulemper ved varmebehandling• Udgifter (pt. ca. 600,- i timen + olie +

formaldehyd), typisk 30.000-40.000,- for en 24-timers varmebehandling.

• Meget elektricitet i f.eks. burstalde. El og fugt er ikke altid lige gode venner.

• Skader på materialer:– Generelt få skader ved 60 oC og fugtig varme, men

vær specielt opmærksom på plastik (f.eks. spildrender) og skumplast (f.eks. udsugningsskorstene).

– Èt hus blev opvarmet ved ca. 70 oC over 24 timer, og det kunne udsugningsskorstenene af skumplast ikke tåle!

Forbehold ved sammenligning mellem de to huse

Hus, opvarmet med tør varme

Hus, opvarmet med fugtig varme

Inventaret var tørrengjort

Inventaret var vådrengjort

Meget synligt snavs Ikke så meget synligt snavs

Formalin ikke brugt Formalin brugt

Varmebehandling af slagtekyllingehuse

• Ingen kontrollerede forsøg udført, dvs. al erfaring er empirisk.• Kasuistikker: Generelt gode erfaringer med kortvarig opvarmning til ca. 60

oC (NB! Ukalibreret måleudstyr) med formaldehyd, hvorefter husene står lukkede i ca. 24 timer:

– Ophør af persisterende salmonellainfektioner efter denne behandling.– Ole Heuer, DFVF, undersøgte persisterende antibiotikaresistens hos

enterokokker i slagtekyllingehuse. Antibiotikaresistens blev fundet i alle huse, undtaget i det eneste hus, som var blevet damp- og formaldehydbehandlet.

– Birgitte Borck, DFVF, fandt Campylobacter i gentagne rotationer i kalkunuhse, undtagen i det eneste hus, som var blevet damp- og formaldehydbehandlet.

• Samme opvarmningsform er testet i to æglæggerstalde (en burstald og en skrabeægsstald) samt i et forældredyrshus (slagtekyllinger) med brug af indikatorbakterier i organisk materiale og med brug af kalibreret måleudstyr. Resultaterne herfra var ikke tilfredsstillende.

“Traditionel” varme: Typiske temperaturkurver

6164_ 009 (TF)

0

10

20

30

40

50

60

T i d

LAV

HØJ

“Traditionel” varme: Resultater fra 3 stalde I

E. FaecalisFeed

E. coliFeed

EnterococciFaeces

E. coliFaeces

Barn13

ppm

Cage22

ppm

Par.30

ppm

Barn13

ppm

Cage22 ppm

Par.30

ppm

Barn13

ppm

Cage22

ppm

Par.30

ppm

Barn13

ppm

Cage22

ppm

Par.30

ppm

Pos/

sum

H 3/6 6/6 4/6 1/6 5/6 5/6 0/6 5/6 2/6 0/6 1/6 0/6

L 4/6 6/6 2/6 3/6 6/6 2/6 3/6 6/6 1/6 0/6 0/6 2/6

S 7/1212/12

6/12 4/1211/12

7/12 3/1211/12

3/12 0/12 1/12 2/12

“Traditionel” varme: Resultater fra 3 stalde II

Peak tempe-rature

E. FaecalisFeed

E. ColiFeed

EnterococciFaeces

E. ColiFaeces

60-65 8/13 5/13 4/13 1/13

55-60 11/14 11/14 8/14 0/14

28-55 6/9 6/9 5/9 2/9

Kemisk desinfektion af slagtekyllingehuse

• P.gr.a. relativt lidt udstyr skulle det være muligt at rengøre og desinficere alle overflader.

• Persisterende salmonellainfektioner har ofte været med ”foderbårne” typer. Intet tyder på, at disse er mere modstandsdygtige overfor desinfektionsmidler end f.eks. S. Typhimurium eller S. Enteritidis.

• En del eksempler på udryddelse af persisterende salmonellainfektioner efter at have demonteret, rengjort og desinficeret indførende fodersystemer (fra og med silo til og med kæde/skåle).

Eksempler på effektiv salmonellabekæmpelse v.hj.a. ekstra tiltag i slagtekyllingehuse I

BESÆTNING 1:4 huse, alle med Salmonella Infantis problemer

Tiltag:To tomgangsperioder á 5 uger.

Desinfektion med klor, glutaraldehyd, natronlud og kalk.Gulve flamberet.

Vandings- og fodersystemer delvist udskiftet.

Alle 4 huse salmonellafri siden marts 98

BESÆTNING 2:2 huse, begge med Salmonella Infantis problemer

Tiltag:Drikkenipler udskiftet.

Drypbakker under udsugningsskorstene.Desinfektion med klor, glutaraldehyd, natronlud.

Begge huse salmonellafri siden september 1997

Eksempler på effektiv salmonellabekæmpelse v.hj.a. ekstra tiltag i slagtekyllingehuse II

BESÆTNING 3:4 huse, heraf et med Salmonella 4.12:b:- problemer

Tiltag:Indførende fodersystem adskilt, vasket desinficeret og samlet.

Ikke S. 4.12:b:- siden december 1998.

BESÆTNING 4:4 huse, alle med Salmonella Infantis problemer

Tiltag:Et slagtekyllingehold sprunget over, dvs. ca. 2 måneders tomgangsperiode.

Indførende foderrør afmonteret, rengjort og desinficeret.Metalsiloer opvarmet, så lufttemperatur var ca. 80 oC.

Foderskåle i 2 huse: Afmonteret, i blød i kar med desinfektionsmiddel.Husene vasket og desinficeret i flere omgange.

2 huse med afmonterede foderskåle: Ingen S. Infantis siden december 98.2 huse uden afmonterede foderskåle: S. Infantis sidst i december 99.

Desinfektionsmidler i slagtekyllingehuse

279 74

1491

1785

95

251

678

240

685

137 165

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

Acid

s

Base

sCh

lor d

isinf

ecta

nts

Form

alde

hyde

Glu

tara

ldeh

yde/

QAC

Iodi

ne d

isin

fect

ants

Lim

e

Misc

ella

neou

sNo

t disi

nfec

ted

Not r

egist

ered

Oxid

ising

dis

infe

ctan

ts

QAC

Unkn

own

Num

ber o

f flo

cks

Desinfektionsmidler og salmonellapersistens i slagtekyllingehuse

• I en feltundersøgelse med 78 slagtekyllingehuse kunne ikke påvises nogen sammenhæng med typen af desinfektionsmiddel på den ene side og antal rotationer med S. Enteritidis eller S. Typhimurium på den anden side. Flg. kombinationer blev undersøgt:– Formaldehyd (ja/nej)– Glutaraldehyder (ja/nej)– Kalk (ja/nej)– Oxyderende middel (ja/nej)– Mere end ét desinfektionsmiddel brugt (ja/nej)

• I samme undersøgelse var en kombineret overflade- og varmtågedesinfektion mere effektiv end disse metoder brugt separat.

• Litteratur:– Gradel, K.O., Rattenborg, E. (2003): A questionnaire-based, retrospective field study of

persistence of Salmonella Enteritidis and Salmonella Typhimurium in Danish broiler houses. Preventive Veterinary Medicine, 56, 267-284.

Worst-case scenario laboratorieforsøg med kemiske desinfektionsmidler

I disse var effektiviteten af desinfektionsmidler (bedste først): Formaldehyd > glutaraldehyd/benzalkoniumchlorid >

Virkon S > vand.

Sammenlignet med ”virkeligheden” var der således forskel mellem desinfektionsmidler, hvilket tyder på, at et worst-case design er opnået.

Litteratur:Gradel, K.O. (2003): Desinfektionstests på overflader, som simulerer de værst tænkelige forhold i tomme fjerkræstalde. Dansk Erhvervsfjerkræ, 1, 16-18.

Konklusioner• Slagtekyllingehuse har forholdsvis lidt udstyr, og

erfaringer fra ”marken” tyder på, at man i de fleste tilfælde kan eliminere en infektion v.hj.a. traditionel rengøring og desinfektion.

• Ved gentagne problemer bør også ”ydre” fodersystemer afmonteres, rengøres og desinficeres.

• Varme er effektivt, men også dyrt, og der er risiko for skader på materialer. Bør overvejes, hvis traditionelle desinfektionsmetoder er ineffektive. I så fald bør en langvarig varmebehandling (over ca. 24 timer) overvejes.