Биопленки на предприятиях пищевой промышленности: как с ними бороться?

Контаминация патогенными микроорганизмами пищевой продукции или сырья, из которого она изготавливается, существенно влияет на безопасность и качество конечного продукта.

Нормативным документом ТР ТС 021/2011 «О безопасности пищевой продукции» определены требования, касающиеся деятельности предприятий пищевой промышленности. Предпринимателей обязывают применять безопасные технологии, которые базируются на принципах ХАССП. Внедрение системы менеджмента безопасности пищевой продукции гарантирует стабильную защиту от различных видов загрязнений (физических, химических, микробиологических).

Что такое биопленки?

Биопленка - это устойчивая ассоциация микроорганизмов, связанных между собой внеклеточным матриксом, основой которого являются полисахариды, продуцируемые бактериальными клетками.

Биопленка является предпочтительной формой существования бактерий: более 95%, всех микроорганизмов на планете обитает в подобных консорциумах, а не поодиночке. Способность формировать биопленки является составной частью жизненного цикла большинства микроорганизмов и успешной стратегией защиты бактерий от неблагоприятных факторов среды.

Биопленка – это способ выживания микроорганизмов.

Биопленка формируется в результате протекания сложных биологических процессов и образуется, как в природных, так и в производственных условиях.

Биопленки могут состоять не только из одного вида микроорганизмов (например, патогена), но и включать бактерии порчи, такие как Pseudomonas и Enterococcus spp., молочнокислые бактерии, B.cereus, L.monocytogenes, Salmonella, Campylobacter, Escherichia coli.

Процесс образования биопленок

Процесс образования биопленок из микроорганизмов, находящихся на увлажненных органических и неорганических поверхностях, а также в водной среде, является естественным и непрерывным.

Жизненный цикл биопленки включает в себя несколько этапов:

1. Планктонные (отдельные) бактерии присоединяются друг к другу и к поверхностям в течение нескольких минут (адгезия, адсорбция из окружающей среды).
2. В течение 2-4 часов образуются соединенные микроколонии - на этой стадии бактерии начинают выделять полимеры, обеспечивающие прочную адгезию. Микробные клетки, прикрепившиеся к поверхности, облегчают прикрепление последующих клеток.
3. Созревание биопленки. В течение 6-12 часов клетки вырабатывают внеклеточный экзополисахаридный матрикс (ЭПМ), который удерживает вместе всю колонию (на этой стадии накапливаются питательные вещества, клетки начинают делиться). Биоплёнка становится невосприимчивой к антимикробным средствам.
4. Рост биопленки - на этой стадии образуется зрелая биопленка, которая изменяет свой размер и форму. Зрелые биоплёнки, резистентные к биоцидам, образуются в течение 24-48-72 часов, в зависимости от видов бактерий и условий роста. Биопленки быстро восстанавливаются после механического разрушения и вновь формируют зрелую форму в течение 8-12-24 часов.
5. Дисперсия (разброс) планктонных клеток из зрелых биоплёнок происходит по достижении максимальной зрелости микроколоний (более 72 часов). Эти клетки способные через некоторое время прикрепиться к поверхности и образовать новую колонию.

Особенности и свойства биоплёнок

1. Устойчивость к антимикробным средствам.
Устойчивость биопленок объясняется тем, что межклеточный матрикс биопленок состоящий из нуклеиновых кислот, белков, липидов, и экзополисахаридов обеспечивает микроорганизмам защиту от негативного воздействия внешних факторов, включая моющие и дезинфицирующие средства, антибиотики. Например, в форме биопленки микроорганизмы, вызывающей заболевание человека, способны выдержать дозу антибиотика в 1000 раз сильнее, чем в свободной форме.

2. Проблемы обнаружения (детекции) биопленок
Санитарно-бактериологические исследования методом смывов проводятся с целью контроля эффективности дезинфекционной обработки поверхностей, изделий, оборудования. Существует проблема высеваемости бактерий, объединенных в биопленку. Отрицательные смывы с биопленок не отражают реальную картину контаминации поверхностей. ЭПМ препятствует механическому переносу бактерий на диагностические питательные среды. Поэтому обнаружить стандартными методам биопленку и идентифицировать микроорганизмы биопленки очень проблематично.

3. Проблемы деструкции (разрушения) и удаления биопленок.
Как известно, благодаря уникальным защитным свойствам, как формы существования во внешней среде, удалить уже сформировавшуюся биопленку традиционными способами достаточно сложно, и не всегда эффективно с точки зрения временных и трудовых затрат, а в некоторых случаях и просто невозможно (например, удаление биопленок в трубопроводах). Чтоб удалить биопленку, нужно сначала разрушить внеклеточный полисахаридный матрикс.

Часто для мойки поверхностей и оборудования на пищевом производстве используют азотную кислоту и каустическую соду или доступные щелочные и кислотные моющие средства. Эти препараты не достаточно эффективны для удаления биопленок. Как правило, добиться результата можно только совместив механический способ воздействия на зараженные биопленками поверхности и химический с использованием специальных препаратов, разрушающий полисахаридный матрикс.

Методы контроля биопленок

В 2020 году вступили в силу Методические рекомендации Роспотребнадзора МР 4.2.0161-19 от 04.04.2020г «Методы индикации биологических пленок микроорганизмов на абиотических объектах». В пункте 3.5. сказано «Санитарно-бактериологические исследования по обнаружению биоплёнок на абиотических поверхностях на предприятиях по производству пищевой продукции необходимо проводить в порядке, определенном программой производственного контроля организации (после проведения генеральных уборок) и по эпидемиологическим показаниям….».

Таким образом, у Роспотребнадзора появился еще один инструмент контроля, и, соответственно, наложения штрафов за ненадлежащее санитарное состояние на предприятии. Для диагностики наличия биопленок рекомендуется использование специальных индикаторов, а также препаратов, зарегистрированных Роспотребнадзором.

Процедуры детекции биологических пленок на абиотических поверхностях:

• Детекция ЭПМ (экзополисахаридного матрикса).
• Детекция бактерий в состоянии биопленки.
• Проведение бактериальных смывов после обработки препаратами разрушающими ЭПМ.

Идеальным решением при детекции биопленки является индикатор BFR PEROXY FILM (БФР Перокси Филм). Данный метод основан на появлении барботирования (образования микропузырьков) на обработанной поверхности в результате реакции бактериальной каталазы с пероксидом водорода, что позволяет обнаружить реакцию невооруженным визуальным контролем. 

Где можно обнаружить биопленку?

Биопленки на пищевых предприятиях могут присутствовать на полах, стенах, трубах и стоках, а также на поверхности оборудования, включая нержавеющую сталь, алюминий, тефлон, резину, пластик и стекло. Конвейерные ленты, щели, прокладки, а также области, которые трудно чистить и дезинфицировать, могут содержать биопленки.

Согласно Приложения II МР 4.2.0161-19 объектами для проверки на наличие биопленок на пищевом производстве являются:

• застойные, труднодоступные для моющих и дезинфицирующих средств зоны (стыковые соединения, сварные швы, узкие каналы, мембранные фильтры, решётки сепараторов, сита и т.д.);
• резьбовые соединения сосудов и резервуаров;
• полы и стены;
• пористые поверхности оборудования и инвентаря: пластиковая тара, корродированный металл;
• объёмные резервуары (малые фиксированные и движущиеся внутренние элементы);
• конвейеры (мелкие элементы (болты, уплотнители), трещины на полотне);
• пробоотборники, краны, клапаны, дренажные каналы;
• шланги, уплотнители, перчатки, резиновые и силиконовые насадки;
• поверхности и края инвентаря, подверженные механическим нагрузкам: лезвие ножей, край пластиковых и металлических совков, разделочные доски, пластиковая и металлическая тара.

Что необходимо для образования биопленки?

• Влага
• Питательные вещества, необходимые для роста микроорганизмов (остатки продукта)
• Температура
• Время 

Практики и решения

Конечно, лучший способ борьбы с биопленками - это создание такого уровня санитарии и гигиены на предприятии, при котором их образование будет невозможно. Но если они уже сформировались, то борьба с биопленками должна быть своевременной, максимально результативной и профессиональной. 

Как бороться с биопленками?

Бороться с биопленками после их появления достаточно сложно, основная задача — остановить их формирование на начальной стадии. Очень важно минимизировать начальную адгезию микроорганизмов.

Основным способом предупреждения образования биопленки и борьбы с ней является правильно выстроенная на предприятии система санитарии и гигиены:

• Остановить формирование биопленки на начальной стадии;
• Проводить санитарную обработку сразу по окончании технологического процесса;
• Правильно организовать санитарный процесс (исключить перекрестное обсеменение при мойке и дезинфекции, исключить использование АВД);
• Минимизировать количество мертвых зон, уделять внимание их качественной санитарной обработке;
• Использовать эффективные моющих и дезинфицирующие средства и в гарантийные сроки их годности;
• Проводить своевременную ротацию моющих и дезинфицирующих средств;
• Соблюдать правила мойки, дезинфекции и хранения уборочного инвентаря;
• Завершающий этап - удаление избытка влаги сгонами и сушка. 

Главная задача в борьбе с биопленками – вовремя обнаружить биопленку, удалить ее и создать на предприятии условия, предотвращающие ее формирование в будущем.

Специалисты ГК «Технология Чистоты» разработают комплекс мероприятий для предупреждения образования биологической пленки, учитывая особенности и специфику Вашего предприятия. 

Специальные препараты для обнаружения и удаления биопленок

ГК «Технология Чистоты», специализирующаяся на разработке и производстве профессиональных моющих и дезинфицирующих средств, предлагает серию дезинфицирующих препаратов для удаления биопленок без применения механического воздействия на них, а также индикаторы для их обнаружения! 

BFR PEROXYFILM - индикатор основе перекиси водорода и полиферментной субстанции для обнаружения (детекции) биопленки.

Специально подобранная смесь ферментов разрушает экзополисахаридный матрикс биопленки, открывая тем самым доступ к бактериям, что позволяет проводить высокодостоверные микробиологические смывы с исследуемой поверхности. 

BFR BIOCID ENZYM – концентрированное жидкое дезинфицирующее средство на основе энзимов, предназначенное для противомикробной обработки и борьбы с биопленками. Препарат активен против вирусов, грибков, бактерий, эффективно уничтожает биологические пленки. Сфера применения продукта включает предприятия пищевой, фармацевтической, косметической промышленности, а также образовательные, культурные учреждения и пр.

BFR ACTIV – концентрированное гранулированное дезинфицирующее средство, изготовленное на основе перкарбоната натрия и полиферментной субстанции «Enzimix». Препарат проявляет высокую эффективность в отношении бактерий, межклеточного матрикса, органических отложений, уничтожает биологические плёнки на абиотических поверхностях. В качестве действующего антимикробного вещества содержит надуксусную кислоту.

Перед тем как проводить обработку вышеуказанными препаратами следует тщательно очистить поверхности и вымыть их при помощи профессиональных моющих средств.

Почему для профилактики образования биопленок нужно применять профессиональные моющие и дезинфицирующие средства?

Как уже было сказано выше, основным способом предупреждения образования биопленки и борьбы с ней является правильно выстроенная на предприятии система санитарии и гигиены, основанная на использовании эффективных моющих и дезинфицирующих средств и технологиях их применения, так же квалификации сотрудников предприятия. Применение не эффективных моющих средств или непроверенных химических препаратов, не рациональные режимы санобработки (концентрация рабочего раствора, время обработки, температура) могут не только не дать эффекта, но даже усугубить ситуацию. Не удаленные остатки загрязнений, испорченные поверхности являются отличной средой для образования устойчивых биопленок.

ГК «Технология Чистоты» выпускает полный ассортимент современных профессиональных моющих и дезинфицирующих средств   для санитарной обработки и дезинфекции на предприятиях пищевой промышленности. Моющие средства на основе щелочей выпускается под торговой маркой БИОМОЛ, а моющие средства на основе кислот БИОЛАЙТ и представлены в нашем каталоге. Все средства прошли государственную регистрацию, процедуру подтверждения соответствия и при правильном их применении гарантированно обеспечивают необходимый результат. Действие этих препаратов направлено на эффективное удаление белково-жировых и минеральных загрязнений в минимальных концентрациях, их использование упрощает и ускоряет процесс очистки оборудования и рабочих поверхностей на предприятии, а самое главное, регулярное их применение в комплексе с эффективными способами выявления и разрушения биопленок, позволяет добиться стабильного результата по микробиологии на пищевом предприятии.