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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
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