J. SILLER

La Importancia del Uso y Manejo de Agentes Desinfectantes en Frutas y Hortalizas Frescas

San Luis Potosí, SLP Mayo, 2018

Dr. Jorge H. Siller Cepeda jorge.siller@sinaloa.gob.mx

J. SILLER

Índice general • Inocuidad en la producción de

alimentos • Peligros y riesgos • Tipos de contaminantes • Enfoque de la desinfección • Formas de aplicación • ¿quién resiste mas? • Metodos químicos, físicos y biológicos

J. SILLER

Inocuidad • Característica que tiene un alimento de no

causar daño a la salud por efecto de algún contaminante – Físicos

• Piezas de metal, vidrios, plásticos, madera y objetos personales

– Químicos • Plaguicidas, fertilizantes, desinfectantes, metales pesados

– Biológicos • Bacterias, virus, protozoarios, y hongos

La perdida de la inocuidad es un riesgo, porque permite la presencia de los contaminantes (peligros)

J. SILLER

Presentación 4.3

• PELIGRO: – Agente biológico, químico o físico presente en el

alimento, que puede causar un efecto adverso para la salud.

– Los peligros se identifican y cuantifican. • Metodos analíticos

• RIESGO: – La probabilidad de que ocurra un peligro. – Los riesgos se evaluan.

• Analisis de riesgos

J. SILLER

Agua de uso agrícola Punto crítico de control capaz de magnificar una

contaminación puntual Cultivo, cosecha y procesos post cosecha

Frutos antes de llegar al empaque deben estar Libre de materia orgánica e inorgánica

Proceso de desinfección Eliminar microorganismos sin afectar la calidad

Inocuidad vs calidad Manos de trabajadores/Superficies de

contacto La contaminación fecal puede encontrarse en cualquier

superficie Ambientes (cuartos fríos, contenedores)

Los ambientes cerrados, con poca circulación de aire, generalmente contienen hongos y bacterias

Enfoque a la desinfección

J. SILLER Formas de aplicación

Aspersión en línea Inmersión en tinas La calidad del agua se deteriora rápidamente a lo largo del tiempo •El desinfectante es consumido por lo que se acumula en la solución •Usar agua para prevenir la contaminación cruzada •Los tanques de inmersión/ sistemas reciclados acumulan sustancias orgánicas y tierra

Calidad constante del agua (de pozo, municipal o pre-tratada) •Es fácil mantener la concentración del desinfectante •Desinfectante disponible para tratar la fruta •El atomizador sin recuperación puede reducirlos contaminantes

Superficies de contacto •Adherencia de microorganismos •Acceso complicado para el desinfectante

Ambiente

J. SILLER

Regla general del desinfectante

A mayor concentración menor es el efecto

Materia orgánica, pH, Temperatura

MO’s en desarrollo son mas susceptibles que aquellos que se encuentran en reposo

Fase ambiental

El método debe ser capaz de eliminar a los MOs mas resistentes

Tipo de MOs

Factores Amb.

Estado Fisiológico

Numero de MOs

J. SILLER

Criterios de evaluación

Expresión logarítmica (Log10)

Porcentaje de reducción (%)

1 (10 veces menor) 90 2 (100) 99 3 (1000) 99.9

4 (10,000) 99.99 5 (100,000) 99.999

6 (1,000,000) 99.9999

Formas de expresar la efectividad de un desinfectante

J. SILLER

• Geldreich,1996 - Reducción de 6 Log10

• Método Oficial 960.09 AOAC - Reducción de 5 Log10 • FDA - Reducción de 5 Log10

• USEPA, 1997 - E. coli O157:H7, Salmonella y L. monocytogenes - Reducción de 2 Log10

Criterios de evaluación

Fase Acuosa

Agua Cidras Jugos

Fase Sólida Hortalizas

frescas

Se sugiere una reducción 5 Log10 para frutas y hortalizas frescas de alto riesgo (Sapers, 2003). Si una superficie tiene 100,000 bacterias se reducirá a 1

J. SILLER

Parásitos Bacterias Virus

Sílice Proteínas Lípidos

¿Quien resiste mas?

Mayor resistencia Menor resistencia

J. SILLER

¿Como se protegen los microorganismos?

Adherencia a la superficie del fruto Sitios inaccesibles Adherencia y reproducción Formación de biopelículas Infiltración

J. SILLER ¿en que punto impacta mas el riesgo de contaminación?

• Guías, lineamientos, leyes…Gobierno, compradores, etc...

PRODUCCIÓN

COSECHA

DISTRIBUCIÓN

CONSERVACION EMPAQUE

Menos frecuente pero mayor es el impacto…...

Mas frecuente, menos impacto..

J. SILLER

Tipos de desinfectantes Agua de uso agrícola Cuaternarios de

amonio Permanganato de

potasio Yodo

Contacto directo con frutos Cobre Halógenos Cloro

Gas Hipoclorito de calcio Hipoclorito de sodio Dióxido de cloro

Ozono Acido peroxiacético Radiación Bacteriófagos

Manos y otras superficies Alcoholes Yodo Quatz

J. SILLER

Tipos de desinfectantes

Agentes que dañan la membrana Catiónicos

Cuaternarios de amonio Sales de amonio La porción hidrófoba penetra en las

membranas, mientras que el grupo polar catiónico se asocia con los fosfatos de los fosfolípidos,

Altera las membranas Provoca la pérdida de su semipermeabilidad,

con salida de metabolítos (Nitrógeno y Fósforo) Aniónicos

Jabones y detergentes Disminuyen la tensión superficial que hay en

una superficie Hidróxido de Sodio (Sosa Cáustica) Corrosivo y con poder bactericida

J. SILLER

Agentes que dañan la membrana Fenoles

Desnaturalización de proteínas Triclosan Aceites de plantas

Tomillo (Timol) Alcoholes

Disuelven lípidos La efectividad aumenta cuando son disociados en

agua Etanol e isopropanol

60 – 90 % (70%)

Tipos de desinfectantes

J. SILLER

2.24d

2.08d

3.34b

3.18bc

3.09bc

2.98c

4.38a

0

1

2

3

4

5

HW ABG IS AQS HW - ABG HW - IS HW - AQS

log

of re

duct

ion

HW, Lavado de manos ABG, Gel IS, Solución de Yodo AQS, QUATZ

HW-ABG, Lavado de manos y gel HW-IS, Lavado de manos y Yodo HW-AQS, Lavado de manos y QUATZ

Gel base de alcohol

Jimenez, et al. 2006. Bidirectional Salmonella typhimurium transfer between bare / glove hands and green bell pepper and its interruption. International Journal of Environmental Health Research.17 (4): 1 – 7.

J. SILLER

0.1 g de heces fecales / manos 21’000,000 bacterias

contaminan un alimento

0.21% de transferencia: de manos al alimento

4 bacterias llegan al alimento

99.99% reducción!!!

Jabón antibacterial + Gel a base de

alcohol

0.1 g de heces fecales / manos

Mundo Real! Salmonella. Dosis infecciosa: 2,340,000

J. SILLER

Agentes desnaturalizantes de proteínas Ácidos orgánicos

Metabolizados por el organismo Usos preservadores de alimentos

Acido Benzoico, Acido Sórbico, Acido Cítrico Inhiben el desarrollo microbiano

Ácidos Peroxiácetico (CH3CO3H)

Inactivan proteínas El pH afecta moderadamente Productos de reacción no son nocivos

Agua, oxígeno, ácido acético

Tipos de desinfectantes

J. SILLER

Agentes modificadores de grupos funcionales Metales pesados

Plata y Cobre En forma iónica, se combinan con los grupos

sulfidrílos Desnaturalizan las proteínas

Agentes oxidantes Halógenos

Inactivan enzimas y otras proteínas celulares La acción del cloro esta en función de la formación de

acido hipocloroso Dióxido de cloro y ozono

Tipos de desinfectantes

J. SILLER

2.44

3.19

4.3

6 6 6

0

1

2

3

4

5

6

Copper Chlorine

0 2 5 8mg/L

Bacterial Log10 reduction

mg/L

Cobre y Salmonella en Mango

Chaidez et al. 2006. IJEHR

J. SILLER

Cloro: Efecto de la turbiedad

Hipoclorito de sodio @

2 NTU

Chaidez et al. 2003. Comparison of the disinfection efficacy of chlorine-based products for inactivation of viral indicators and pathogenic bacteria in produce wash water. International Journal of Environmental Health Research. 13 (3):295-302

02

46

8

Hipoclorito de sodio

@ 200 NTU

J. SILLER

El cloro residual a diferentes pHs pH del agua % de HOCL % de -OCL%

3.5 90 0 4.0 95 0 4.5 100 Trazas 5.0 100 Trazas 5.5 100 Trazas 6.0 98 2 6.5 95 5 7.0 78 22 7.5 50 50 8.0 22 78 8.5 15 85 9.0 4 96 9.5 2 98 10.0 0 100

Aci

do!!

!!!

Básico!!!!!

J. SILLER

Ventajas y desventajas Sanitizante Concentración Ventajas Desventajas

Cloro 50 – 200 Fácil de aplicar Barato Efectivo No es afectado por aguas duras Fácil de monitorear Aprobado por FDA (GRAS)

Afectado por materia orgánica Productos secundarios Corrosivo Irritante Dependiente de pH Reducciones <1 – 2 Log10

J. SILLER

Dióxido de Cloro

Efectivo para la mayoría de microorganismos Penetración de biopelículas El pH afecta muy poco Buena estabilidad (=HOCl; > >O3) En forma soluble, baja liberación gaseosa Comparado con el cloro Menos corrosivo Menos productos secundarios

J. SILLER

Dióxido de Cloro

Adaptado de Pao & Kelsey et. al 2009 Journal Food Protection 72:2448-2452

J. SILLER

Ventajas y desventajas

Sanitizante Concentración Ventajas Desventajas

Dióxido de Cloro

1 – 5 Mas potente que el Cloro No depende de pH Los subproductos son mínimos Efectivo contra biofilmes Residualidad Aprobado por FDA Menos corrosivo

Se genera en sitio Explosivo a altas concentraciones No esta aprobado para precortados Costoso Reducciones <1 – 2 Log10

J. SILLER

Agente oxidante fuerte Alto poder desinfectante Molécula Triatómica de Oxígeno Altamente soluble en agua

12 veces mas que el Oxígeno Olor característico

Mecanismo de acción

Ozono

J. SILLER

Ozono en aspersión

1.35a

1.84ab

2.4bc

3c

0

1

2

3

4

Control2 Ozone 1 Ozone 2 Chlorine 200

Disinfectant (mg L-1)

2 NTU

Log10 Reduction1

Chaidez et al. 2007. Efficacy of chlorinated and ozonated water in reducing Salmonella typhimurium attached to tomato surfaces. International Journal of Environmental Health Research.17 (4): 311 – 318.

J. SILLER

Ventajas y desventajas Sanitizante Concentración Ventajas Desventajas

Ozono 0.1 – 2.5 Mas efectivo que el cloro No subproductos Fácil de operar GRAS No depende de pH

Requiere generación en el sitio Buen ventilación Corrosivo Difícil monitoreo Costoso No genera residualidad Reducciones <1 – 2 Log10

J. SILLER

Ventajas y desventajas Sanitizante Concentración Ventajas Desventajas

Acido peroxyacetico

≤80 Amplio espectro No es afectado por el pH Baja reactividad con suelo Efectivo contra biopeliculas No hay subproductos tóxicos Aprobado por FDA

Reducciones <1 – 2 Log10

Altamente oxidante

J. SILLER

Métodos Físicos: Radiación ionizante Espectro de la energía radiante

Aumento de energía

Aumento en la extensión de las ondas

J. SILLER

Métodos Físicos: Radiación ionizante Radiación Ionizante Radiación con suficiente energía para

remover electrones de un átomo Formando Iones

Rayos Gamma y X Cobalto 60

Rayos Betta (E-beam)

J. SILLER

Capacidad de penetración

J. SILLER

Aprobado en mas de 40 países

Suresh Pillai, Texas A&M

J. SILLER

Virus que infectan solo bacterias no afectan células de mamíferos y plantas

•Ampliamente distribuidos

•Se consideran las entidades más abundantes en la biosfera, el número total de fagos estimado es 1030-1032

(FDA, 2006)

Bacteriófagos: Alternativa biológica

J. SILLER

Aplicación del bacteriófago

P22 1x1011 UFP/mL Asperjado 30 segundos

J. SILLER

Reducción de Salmonella en tomate

Tiempo (h)

Med

ia d

e UF

C/to

mat

e

168144120967248241

6.5

6.0

5.5

5.0

4.5

4.0

3.5

MicroorganismoSalmonellaSalmonella+P22

Interacción Microorganismo-Tiempo a 10ºCa

a ab

b ab

a a a

a

b

bc bc c

d

e

bc

Diferencia promedio 1.4 Log 10 UFC/tomate

Reducción 3.02 Log 10 UFC/tomate

Leverentz et al., (2001); FDA, 1997

J. SILLER

Reflexiones

Lavar y desinfectar Un gran paso para asegurar la calidad e inocuidad de los

frutos Los desinfectantes actúan mejor en superficies limpias

Desinfectantes convencionales Se ven afectados por la adherencia, biopelículas e

infiltración de los microorganismos Observar los requerimientos regulatorios y comerciales

Responsabilidad social y ambiental Nuevas tecnologías

Radiaciones ionizantes Bacteriófagos Nueva generación de desinfectantes naturales (orgánicos)

J. SILLER

La Importancia del Uso y Manejo de Agentes Desinfectantes en Frutas y Hortalizas Frescas

San Luis Potosí, SLP Mayo, 2018

Dr. Jorge H. Siller Cepeda jorge.siller@sinaloa.gob.mx