Universidade Lusfona de Humanidades e Tecnologias Mestrado Integrado em Medicina Veterinria Ano Lectivo 2010/2011

Biofilme formado na superfcie de um cateter por Staphylococcus aureus

Biofilme por Pseudomonas aeruginosa

Lisboa, 2011

Biofilmes: Formao, Implicaes e Controlo na Industria Alimentar

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IntroduoA maior parte da actividade bacteriana na natureza ocorre, no com as clulas individualizadas que crescem livremente, mas com as bactrias organizadas em comunidades de diferentes graus de complexidade, associadas a superfcies diversas, geralmente compondo um biofilme. Deve-se prestar uma especial ateno a microrganismos com importncia para a sade, aos agentes infecciosos que podem chegar aos alimentos atravs das pessoas, mquinas, material de embalagem e ao meio ambiente.[1]

Assim o estudo dos biofilmes, a sua formao e eliminao bastante importante na indstria alimentar.

Os biofilmesBiofilme microbiano definido como uma associao de clulas bacterianas ou fungos, fixadas em superfcies, inertes (abitica) ou vivas (bitica), inclusas numa complexa matriz extracelular de substncias polimricas. [3] Estes so constitudos por microrganismos, material polimrico extracelular (polissacardeos, protenas, lipdos) e resduos do ambiente colonizado, agregados e embebidos numa matriz polimrica. Aderem fortemente a uma superfcie slida formando uma estrutura porosa e altamente hidratada, devido a presena de exopolissacardeos e pequenos canais abertos entre as microcolnias. Na natureza os biofilmes mais comuns so heterogneos, compostos por duas ou mais espcies, podendo os produtos do metabolismo de uma espcie auxiliar o crescimento das demais e a adeso de uma dada espcie fornecer substncias que promovem a ligao de outras. Inversamente, a competio pelos nutrientes e a acumulao de metablicos txicos produzidos pelas espcies colonizadoras podero limitar a diversidade de espcies num biofilme. [4] A associao dos organismos em biofilmes vantajosa, uma vez que estas oferecem maior resistncia ao calor, a aco qumica e mesmo a desinfectantes, o que constitui uma forma de proteco ao seu desenvolvimento. Esta resistncia qumica deve-se a uma diminuio da velocidade de crescimento das bactrias e no a uma barreira criada pela matriz dos biofilmes. [2]

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A formao de um biofilmeOs biofilmes so formados a partir de uma sequncia de eventos, de acordo com as etapas de adeso e de adaptao dos microrganismos ao suporte. [1] Na primeira etapa de formao de um biofilme, a adeso dos microrganismos primrios, essencialmente controlada por interaces inicas negativas e, ou, positivas entre a parede celular dos microrganismos e as macromolculas do filme condicionador, o qual se forma a partir de resduos do prprio ambiente. Os flagelos, fmbrias e pli tambm desempenham papel fundamental na adeso celular inicial, alm de formarem pontes entre a superfcie e as clulas. A adeso irreversvel quase sempre realizada pelos polmeros extracelulares. Depois do contacto com a superfcie e a instalao microbiana, as fases de crescimento e diviso celular acontecem. Com isso, d-se a formao do biofilme fortalecendo as ligaes entre as clulas e a superfcie. A partir da, dentro de algum tempo, a adeso de outros microrganismos facilitada, e ocorre a liberao de novos colonizadores que se desprendem do biofilme maduro. Os microrganismos liberados formaro biofilmes novos, caracterizando assim, um ciclo de contaminaes. [5] Os verdadeiros biofilmes levam duas semanas a atingir o equilbrio, desta forma tornam-se mais fceis de remover na primeira fase do desenvolvimento. As bactrias patognicas comuns nos alimentos (E. coli, L. monocytogenes, T. enterocolitica, C. jejuni) formam biofilmes superfcie destes e em superfcies de equipamentos de cozinha, o que levam a graves problemas de sade e desperdcio alimentar. [1]

Implicaes dos biofilmes na Industria AlimentarDo ponto de vista da segurana alimentar e da degradao de alimentos, os biofilmes so importantes devido sua formao em alimentos, utenslios e superfcies e dificuldade encontrada na sua remoo. Se formados em materiais da linha de produo da indstria de alimentos, podem acarretar risco sade do consumidor e prejuzo financeiro indstria. [3]

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A maioria dos estudos descreve as bactrias Gram-negativas como as principais formadoras de biofilmes, porm, sabe-se que as bactrias Gram-positivas tambm esto presentes na composio de biofilmes, sendo em alguns casos as responsveis pelo problema. As suas actividades podem ser classificadas em duas grandes categorias: as benficas e as prejudiciais. Quanto aos efeitos prejudiciais, cita-se que o biofilme aderido superfcie de equipamentos utilizados para o processamento de alimentos resulta em graves problemas, uma vez que o biofilme microbiano tem o potencial de actuar como fonte crnica de contaminao por patognicos, o que pode comprometer a qualidade do alimento e representar graves riscos para a sade do consumidor. Alm disso, pode ocasionar prejuzos financeiros indstria, em virtude da diminuio da vida de prateleira dos produtos alimentcios. Dentro dos benefcios proporcionados pelos biofilmes, na indstria de alimentos, pode-se citar a produo de fermentados, o tratamento de efluentes e de gua potvel, assim como a produo de biopolmeros para usos diversos. [4] Em relao sade pblica, alm do perigo de transmisso de enfermidades ao consumidor, convm ressaltar que num biofilme as bactrias podem ser 1000 vezes mais resistentes a um antimicrobiano, quando comparadas s mesmas clulas em vida livre. Na indstria de alimentos os biofilmes podem acumular-se numa variedade de substratos como, por exemplo: ao inox, vidro, borracha, ferro, poliestileno de baixa densidade, policarbonato, entre outros. Convm ressaltar que o biofilme, quando submetido ao calor, pode cristalizar e formar depsitos ou crostas que so muito aderentes, protegendo novos procedimentos de higiene. [3] microrganismos e dificultando ainda mais os

O controlo dos biofilmes na Industria AlimentarO crescimento de microrganismos na superfcie de alimentos uma das principais causas de deteriorao e perdas de produtos processados e in natura. Desta forma, com o intuito de prolongar a vida til dos produtos, podem ser adicionados agentes antimicrobianos directamente ao alimento ou pulverizados na superfcie para controlar o crescimento dos microrganismos. So tambm adoptadas embalagens activas, visando interagir com o produto alimentcio eliminando ou4

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inibindo os microrganismos. Dentro destes, podem citar-se nitratos, lactato, nisina, natamicina, benzoato, propionato e, mais recentemente, o composto triclosan. Existem novos mtodos para o controlo de biofilmes nas superfcies, que incluem altos campos magnticos, o tratamento com ultra-sons e campos elctricos elevados. A concepo de equipamentos com a superfcie altamente polida tambm impede a formao de biofilmes, tornando a etapa de absoro inicial mais difcil. [2] As operaes de lavagem e desinfeco, mesmo que frequentes, podem no garantir a eliminao completa dos biofilmes, pois sabe-se que muitas das superfcies em contacto com o alimento assim como as tubulaes e equipamentos, apresentam cantos, sulcos, rugosidades e rachas onde os biofilmes facilmente se desenvolvem. [3]

ConclusoOs microrganismos formam o biofilme como estratgia para optimizar a sobrevivncia. Para obter um produto com qualidade e segurana na indstria de alimentos, as estratgias para a erradicao dos biofilmes devem ser consideradas. Para isso os biocidas so excelentes mtodos a ser aplicados na remoo de biofilme. Sendo assim, imprescindvel o estabelecimento em indstrias de alimentos de programas e procedimentos de higienizao correctos. tambm necessrio reconhecer as propriedades benficas dos microrganismos formadores de biofilme, os quais podem actuar em diferentes situaes, como tratamento de efluentes e produo de fermentados, contribuindo assim com uma melhor produo na indstria.

Bibliografia[1]

Mossel, D.A.A. & Moreno Garcia, B. (1985). Microbiologia de los Alimentos. 2 Ed. Editorial Acribia. p. 355-361[2]

Doyle, Michael P. & Beuchat, Larry R. (2007). Food Microbiology: Fundamentals and Frontiers. 3 Ed. ASM Press. p. 14, 15, 276, 277.[3]Prescott,

Lansing M., Harley, John P., Klein, Donald A. (1996). Microbiology. Wm. 3 Ed. C. Brown Publishers. p. 760, 833.

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Biofilmes: Formao, Implicaes e Controlo na Industria Alimentar[4]

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Kasnowski, Maria Carmela1; Mantilla, Samira Pirola Santos; Oliveira, Luiz Antnio Trindade; Franco, Robson Maia. Formao De Biofilme Na Indstria De Alimentos E Mtodos de validao de superfcies. [Online]. 2010 [acesso a 18 Maro 2011] Disponvel em: http://www.revista.inf.br/veterinaria15/revisao/ANOIIIEDI15RL07.pdf[5] Jlia Casalini.

Biofilmes microbianos na indstria de alimentos. [Online]. 2008 [acesso a 18 Maro 2011] Disponvel em: http://quimicadealimentos.files.wordpress.com/2009/08/biofilmes-microbianos-naindustria-de-alimentos.pdf

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