El agua utilizada para la elaboración de los alimentos es uno de los puntos críticos de control importantes. Esto vale para el agua utilizada como ingrediente, para el agua utilizada en el enjuagado final cuando se limpia el equipo o para el agua que probablemente entrará en contacto de cualquier otra forma con el producto. Casi siempre se dice solamente que el agua deberá ajustarse a las normas para el agua potable y, en general, el suministro y la calidad se dan por sentados. No obstante, las normas locales pueden variar en cierta medida, o puede incluso no haberlas. La calidad de la fuente de agua varía enormemente de un sitio a otro, al igual que el tratamiento del agua. El control que ejercen las autoridades reguladoras locales también puede variar enormemente en función de la situación local. Por último, puede suceder que por problemas internos de la planta el agua potable no sea idónea para beber en el punto final de uso.
¿Cómo puede definirse, la calidad del agua potable aceptable?, ¿Cuál es el principio en el que se basan estas directrices? y ¿Qué pueden hacer los fabricantes de alimentos?.
No existe una lista, universalmente aceptada, de valores de referencia de los parámetros biológicos y físico-químicos del agua potable.
La OMS publicó un excelente libro titulado “Directrices para la calidad del agua potable”, Vol.1, 2 y 3 (WHO 1984b). El Volumen 1 trata de los valores de referencia, el Volumen 2 contiene monografias sobre cada contaminante, y el Volumen 3 proporciona información sobre cómo manejar los suministros de agua en comunidades rurales pequeñas. En este libro, la OMS reconoce que los valores de referencia muy rigurosos no pueden utilizarse de forma universal, ya que esto puede limitar gravemente la disponibilidad de agua, y en cambio ha elaborado una gama de valores de referencia para más de 60 parámetros. Premazzi et al.(1989) hace una revisión general de los valores de referencia utilizados por la OMS, la UE (antes CEE), Canadá y los Estados Unidos. Se reconoce que, p. ej., la mayoría de los pozos rurales de todo el mundo tendrán dificultades para cumplir con los valores de referencia sugeridos. Sobra decir que no se pueden controlar todos los parámetros, por lo que la selección y las prioridades deben realizarse sobre la base del análisis y la posibilidad de los riesgos. La mayoría de las naciones (o en algunos casos cada provincia) tienen sus propias directrices o valores de referencia. No obstante, los valores de referencia microbiológicos básicos no difieren tanto de un sitio a otro. A continuación se presentan los parámetros microbiológicos y los valores de referencia sugeridos por la OMS (Cuadro 6.1) y la UE (Cuadro 6.2).
| Organismos en 100 ml1) | Valor de referencia | Observaciones |
|---|---|---|
| Suministro de agua por tubería | ||
| Agua tratada que entra en la red de distribución | ||
| coliformes fecales | 0 | turbidez < 1 NTU; para la desinfección concloro, preferiblemente pH < 8,0, cloro libre residual 0,2–0,5 mg/litro, 30 min. (mínimo) después del contacto |
| organismos coliformes | 0 | |
| Agua en la red de distribución | ||
| coliformes fecales | 0 | |
| organismos coliformes | 0 | en el 95% de las muestras examinadas a lo largo del año, en el caso de suministros grandes cuando se examina un número suficiente de muestras |
| organismos coliformes | 3 | en una muestra ocasional pero no en muestras consecutivas |
| Concentración máxima | ||||
|---|---|---|---|---|
| admisible (CMA) | ||||
| Parámetros | Resultados: volumen de la muestra (ml) | Nivel de referencia (NR) | Método del filtro de membrana | Método de los tubos múltiples (NMP) |
| Coliformes totales | 100 | - | 0 | NMP < 1 |
| Coliformes fecales | 100 | - | 0 | NMP < 1 |
| Estreptococos fecales | 100 | - | 0 | NMP < 1 |
| Clostridios reductores de sulfito | 20 | - | 0 | NMP < 1 |
| Recuento total de bacterias | 12) | 102) | ||
| en el suministro de agua1) | 13) | 1003) | ||
1)Suministro de agua para consumo humano.
2)Incubación a 37°C.
3)Incubación a 22°.
En el caso del agua utilizada para la elaboración de alimentos, es de importancia vital que se cumplan estos valores de referencia microbiológicos, dado que las bacterias potencialmente patógenas son capaces de multiplicarse rápidamente si son introducidas en productos alimenticios, haciendo que dosis de bacterias patógenas inicialmente bajas y no infecciosas sean un riesgo.
Los residuos de los desinfectantes deberán vigilarse donde sea posible y deberán llevarse a cabo verificaciones de la calidad bacteriológica. La turbidez, el color, el sabor y el olor, son también parámetros fácilmente controlables. Si existen problemas locales con los constituyentes químicos (p. ej. flúor, hierro) o con contaminantes de la industria o la agricultura (p. ej. nitratos, plaguicidas, residuos mineros), estos posiblemente serán controlados y tratados por los abastecedores de agua.
Los tratamientos del agua varían de una región a otra dependiendo de las fuentes de agua disponibles. Si bien las aguas subterráneas de acuiferos sedimentarios han sufrido una filtración exhaustiva, el agua de los acuiferos de roca dura o el agua de fuentes superficiales deberá filtrarse como parte del tratamiento del agua para disminuir el contenido de particulas, microorganismos y materia orgánica e inorgánica.
Los parásitos se eliminan en gran medida por la filtración. Los niveles de bacterias y virus también disminuyen sensiblemente mediante la filtración y la adsorción. La concentración catiónica influye sobre la adsorción, es decir, el aumento de las concentraciones da lugar a un aumento de la adsorción. El Ca2+ y el Mg2+ parecen ser especialmente eficaces. Estos pequeños cationes disminuyen las fuerzas de repulsión entre las particulas del suelo y los microorganismos. Los óxidos de hierro tienen también una afinidad alta por los virus, así como por las bacterias. Se ha sugerido incluso que el hidróxido férrico impregnado de lignito puede ser un medio local de filtración/adsorción (Prasad y Chaudhuri 1989).
La eficacia de la desinfección depende en gran medida del tipo de desinfectante, el tipo y estado de los microorganismos, los parámetros de la calidad del agua como: la turbidez (o sólidos en suspensión), la materia orgánica, ciertos compuestos inorgánicos, el pH y la temperatura. La “dureza” del agua puede influir indirectamente sobre la desinfección, dado que los precipitados pueden brindar refugio a los microorganismos y protegerlos de los productos de limpieza y de los desinfectantes.
Con mucho, el desinfectante más extendido es el cloro, pero también: las cloraminas, el dióxido de cloro, el ozono y la luz UV se utilizan en ciertos casos. El cloro es barato, puede conseguirse en la mayoría de los sitios y el control de los niveles libres residuales es sencillo. Es conveniente mantener un nivel de cloro libre residual de 0,2–0,5 mg/l en el sistema de distribución (WHO 1984b). Para el saneamiento del equipo limpio, se utilizan hasta 200 mg/l.
Para evitar la corrosión, a menudo se utilizan concentraciones menores de 50–100 mg/l y un tiempo de contacto más prolongado (10–20 minutos). Las cloraminas son más estables, pero menos bactericidas y mucho menos eficaces con respecto a los parásitos y virus, que el cloro. El dióxido de cloro es más microbicida que el cloro a pH alto, pero existe una preocupación con respecto a los productos residuales. En el caso del ozono y de la luz UV, no hay productos residuales que controlar. El ozono parece ser muy eficaz con respecto a los protozoarios. La eficiencia de la desinfección UV disminuye considerablemente si existe cualquier turbidez o materia orgánica dispersa y a menudo se han encontrado problemas debido a la falta de conservación de la lámpara.
Para la mayor parte de los desinfectantes el orden de sensibilidad es:
bacterias vegetativas > virus > esporas bacterianas, bacterias ácidoresistentes y quistes de protozoarios.
La sensibilidad varía dentro de los grupos e incluso dentro de las especies. Desafortunadamente, nuestra bacteria indicadora está entre los microorganismos más sensibles y la presencia de, p. ej., coliformes fecales en el agua tratada y desinfectada es, por consiguiente, una indicación muy clara de que el agua contiene microorganismos potencialmente patógenos, mientras que la ausencia de esta bacteria indicadora no garantiza un agua libre de patógenos.
Las bacterias provenientes de medios pobres en nutrientes, así como las bacterias estresadas de cualquier otra forma, pueden exhibir un aumento muy grande de la resistencia. En el Cuadro 6.3 se ilustran algunos de los efectos mencionados sobre la eficacia del cloro libre.
Si los microorganismos se encuentran en superficies de material granular o de otra índole, el efecto de un desinfectante como el cloro disminuye drásticamente. La fijación de Klebsiella pneumonia a superficies de vidrio puede, por ejemplo, aumentar 150 veces la resistencia al cloro libre (Sobsey 1989).
La materia orgánica puede reaccionar y “consumir” desinfectantes como el cloro y el ozono, y su presencia interferir también con la luz UV. Las cloraminas son menos sensibles a la materia orgánica.
El pH es importante en la desinfección con cloro y dióxido de cloro, con una inactivación mayor a bajo pH en el caso del cloro y una inactivación mayor a alto pH en el caso del dióxido de cloro (Sobsey 1989).
En general, las temperaturas más altas causan mayores tasas de inactivación.
| Organismo | Agua | Residuos de Cl2, mg/l | Temperatura,°C | pH | Tiempo, min. | Reducción% | C*t1) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| E. coli | BDF2) | 0.2 | 25 | 7,0 | 15 | 99,997 | ND3) |
| E. coli | CDF4) | 1,5 | 4 | ? | 60 | 99,9 | 2.5 |
| E. coli + GAC5) | CDF | 1,5 | 4 | ? | 60 | <<10 | >>60 |
| L. pneumophila | grifo | 0,25 | 20 | 7,7 | 58 | 99 | 15 |
| (cultivada en agua) | |||||||
| L. pneumophila | grifo | 0,25 | 20 | 7,7 | 4 | 99 | 1.1 |
| (cultivada en medios) | |||||||
| Acido resistente | |||||||
| Mycobacterium | BDF | 0,3 | 25 | 7,0 | 60 | 40 | >>60 |
| chelonei | |||||||
| Virus | |||||||
| Hepatitis A | BDF | 0,5 | 5 | 10,0 | 49,6 | 99,99 | 12.3 |
| Hepatitis A | BDF | 0,5 | 5 | 6,0 | 6,5 | 99,99 | 1.8 |
| Parásitos | |||||||
| G. lamblia | BDF | 0,2–0,3 | 5 | 6,0 | - | 99 | 54–87 |
| G. lamblia | BDF | 0,2–0,3 | 5 | 7,0 | - | 99 | 83–133 |
| G. lamblia | BDF | 0,2–0,3 | 5 | 8,0 | - | 99 | 119–192 |
1) C*t producto de la concentración de desinfectante (C) en mg/l y el tiempo de contacto (t) en minutos para una inactivación del 99%(modificado de Sobsey 1989)
2) BDF (Buffered demand free) = con solución reguladora y convenientemente tratada
3) ND = sin datos
4)CDF = Con cloro, conveniéntemente tratada
5) GAC = carbón activado granular.
A veces puede ser necesario utilizar agua no potable con fines de almacenamiento de agua o por conveniencia a causa del costo. El agua puede ser, p. ej., agua superficial, agua de mar o agua clorada utilizada para el enfriamiento de latas. Puede utilizarse agua relativamente limpia, como el agua clorada de las operaciones de enfriamiento de latas, para lavar latas después del cierre y antes del tratamiento térmico, para el transporte de materias primas antes de la elaboración (después de que el agua se ha enfriado), para el lavado inicial de las cajas, para la refrigeración de los compresores, para su utilización en el circuito antincendios en áreas libres de alimentos y para la fumigación del material de desecho. Es absolutamente necesario que el agua potable y no potable estén en sistemas de distribución separados, que deberán ser claramente identificables. Si el agua potable se utiliza para complementar un suministro de agua no potable, la fuente potable debe estar protegida contra el goteo de las válvulas, la contrapresión, por ejemplo, con entrehierros adecuados (Katsuyama y Strachan 1980). Desafortunadamente, el retroceso del flujo debido a repentinas diferencias de presión, o a la obstrucción de las tuberías, ha ocurrido en muchos sistemas.
No deberán utilizarse aguas potencialmente contaminadas, tales como aguas costeras o aguas superficiales, en las instalaciones productivas, pero pueden, ser utilizadas si estéticamente es aceptable, para la eliminación del material de desecho en lugares donde no es posible el contacto con los alimentos.
La persona responsable deberá tener continuamente planos de referencia puestos al día de la red de tuberias y autoridad para eliminar las tuberias ciegas. Especialmente en aquellos casos en que una planta haya sufrido muchos cambios, el trazado de las tuberias puede hacerse más y más complicado a lo largo de los años. La persona responsable deberá estar en contacto con las compañías de abastecimiento de agua y las autoridades para estar informado de los sucesos especiales (reparaciones, accidentes con materiales contaminantes u otros cambios). Un plan de vigilancia de la calidad podría consistir en un plano esquematizado de todos los puntos de muestreo y una lista de comprobación para cada punto en donde se describa lo que se ha de examinar y la razón, la frecuencia, la persona encargada de tomar la muestra, la responsable de efectuar el análisis, cuál es el límite (valor, tolerancia) y procedimiento a seguir en caso de irregularidades (Poretti 1990). Si el agua está claramente contaminada no hay, desde luego, ninguna razón para esperar a los resultados analíticos. La frecuencia de muestreo y la gama de los parámetros variará según las circunstancias y las necesidades y posibilidades de la planta en cuestión. Un programa mínimo puede consistir, por ejemplo, en la vigilancia diaria del cloro libre y en el recuento total más la determinación de coliformes semanalmente, y un programa de vigilancia especial, más intenso, que será utilizado después de las reparaciones o cuando se utilizan nuevas fuentes de abastecimiento de agua, etc.
Los procedimientos técnicos que describen los análisis de los organismos indicadores comunes se dan en libros de texto normales. El libro de la OMS “Directrices para la calidad del agua potable”; Vol.3 (WHO 1984 b), menciona algunos métodos y equipos adecuados para pequeños abastecimientos rurales. Los valores utilizados por la empresa deberán referirse al método especifico empleado y las recomendaciones incluirán el cómo: muestrear (caudal del grifo, volumen, recipiente de muestreo, etiquetado, etc.), manipular y examinar la muestra. Si bien los métodos utilizados normalmente para detectar, p. ej., coliformes fecales constituyen análisis normales, con frecuencia se dan casos de manipulación defectuosa de las muestras. Las muestras deberán analizarse en el plazo de 24 horas, o menos, y deberán conservarse refrigeradas pero no congeladas (preferiblemente por debajo de 5 °C) y en la oscuridad. El impacto de la luz solar puede ser muy acusado, provocando resultados negativos falsos (Knøchel 1990).
Si se utiliza la clorinación para la desinfección, la vigilancia de la concentración de cloro libre es la forma más sencilla de comprobar el tratamiento del agua y deberá realizarse muy a menudo (p. ej. diariamente). La OMS (WHO 1984 b) describe métodos de laboratorio sencillos, y en la actualidad existen varillas comerciales para mediciones in situ (p. ej. Merckoquant Chlor 100 de Merck). Los parámetros microbiológicos indicadores pueden comprobarse con menor frecuencia. Si se utilizan sistemas de desinfección que no dejan residuos, la comprobación del equipo deberá hacerse periódicamente. Los resultados de los sistemas pueden comprobarse a intervalos semanales realizando recuentos de bacterias indicadoras.
La limpieza y desinfección constituyen parte de las operaciones más importantes de las actuales industrias alimentarias. Fallas o insuficiencias en estos procedimientos han sido identificados como la causa de numerosos y costosos casos de alteración de los alimentos y de contaminación inaceptable con bacterias patógenas.
Las normas de higiene necesarias para evitar estos problemas son variables. En una planta, el envasado de productos elaborados según los requisitos de inocuidad (p. ej. por tratamiento térmico) será muy estricto, mientras que la manipulación del pescado fresco enfriado, con una corta duración en almacén y que se cocina antes de su consumo, será menos exigente.
Factores como la limpieza de los locales, la higiene del personal, la formación y educación, la disposición de la planta, el diseño del equipo y de las máquinas, las características de los materiales seleccionados, el mantenimiento y el estado general de la planta pueden fácilmente llegar a ser más importantes que la misma limpieza y desinfección. Para el uso óptimo de los recursos, y para asegurar la calidad microbiológica de los alimentos, es importante que se tengan en cuenta todos estos factores a la hora de decidir sobre los procedimientos de desinfección y limpieza.
En algunos casos, puede incluso ser mejor evitar la limpieza y desinfección, porque se puede causar más mal que bien. Por ejemplo, el polvo acumulado sobre las tuberías y las estructuras; a menos que se cuente con el tiempo suficiente para su completa eliminación. Como otro ejemplo, las áreas secas deben mantenerse siempre secas y la limpieza se limitará entonces a limpiar con un aspirador en caso de que se disponga de uno, o barrer, cepillar, etc.
Se deduce de lo anterior que para cada planta de alimentos u operación, la aplicación de los procedimientos de limpieza y desinfección es un proyecto en sí mismo, en relación al cual deberá consultarse a especialistas internos o externos.
La limpieza y desinfección serán operaciones análogas a las otras actividades que tienen lugar en la planta y deberán estar igualmente documentadas, así como el correspondiente proceso de control, es decir, el control de la limpieza y desinfección, respectivamente. Si se aplica el concepto HACCP, estos procedimientos deberán tratarse como puntos críticos de control (PCC). Si está funcionando un sistema de la calidad como el de la serie ISO 9000, deberán integrarse en el sistema como se ilustra en el capítulo anterior de este libro. Una dirección responsable se da cuenta de que estos procedimientos son partes integrantes de la producción y que las condiciones higiénicas deficientes en las plantas de elaboración de alimentos estarán causadas, principalmente, por la falta de conocimientos y compromiso de la dirección.
| 1 | Sacar los productos alimenticios, limpiar la zona de envases, contenedores, etc. |
| 2 | Desmontar el equipo para exponer las superficies a limpiar. Sacar el equipo pequeño, las piezas y las uniones que se van a limpiar de una zona determinada. Cubrir las instalaciones delicadas para protegerlas del agua, etc. |
| 3 | Limpiar la zona, máquinas y equipo de residues de alimentos mediante un chorro de agua (fría o caliente, según el caso) y utilizando cepillos, escobas, etc. |
| 4 | Aplicar el producto de limpieza y utilizar energía mecánica (p. ej. presión y cepillos) según sea necesario. |
| 5 | Enjuagar a fondo con agua, hasta eliminar completamente la sustancia de limpieza, después del tiempo de contacto adecuado (los residuos pueden inhibir completamente el efecto de la desinfección). |
| 6 | Control de la limpieza. |
| 7 | Esterilización mediante desinfectantes químicos o tratamiento térmico. |
| 8 | Eliminar el esterilizante con agua después del tiempo de contacto adecuado. Este enjuagado final no es necesario para algunos esterilizantes, p. ej. formulaciones a base de H2O2 que se descomponen rápidamente. |
| 9 | Después del enjuagado final, se monta el equipo de nuevo y se deja secar. |
| 10 | Control de la limpieza y desinfección. |
| 11 | En algunos casos, será una buena práctica volver a desinfectar (p. ej. con agua caliente o bajas concentraciones de cloro) justo antes de comenzar la producción. |
En el proceso completo están implicadas tres operaciones distintas, es decir: (i) el trabajo preparatorio, (ii) la limpieza y (iii) la desinfección. Son claramente operaciones distintas pero firmemente unidas entre sí, de tal manera que el resultado final no será aceptable, a menos que las tres se realicen correctamente. En el Cuadro 6.4 se muestran las distintas fases que comprenderá un ciclo completo.
En esta fase la zona de elaboración se despeja de los restos de productos, las salpicaduras, los envases y otros articulos sueltos. Se desmontan las máquinas, las cintas transportadoras, etc. de forma que todos los lugares donde puedan acumularse microorganismos queden accesibles para la limpieza y desinfección. Además, las instalaciones eléctricas y otros sistemas delicados deben protegerse del agua y de los productos químicos utilizados.
Antes de utilizar el producto de limpieza, deberá realizarse un procedimiento de eliminación de la mayor parte de los restos de alimentos mediante cepillado, raspado u otra operación similar. Además, todas las superficies deberán prepararse para la utilización de los productos de limpieza mediante una operación de enjuagado previo, preferiblemente con agua friá que no coagula las proteínas. El agua caliente puede utilizarse para eliminar las grasas o azúcares en los casos donde no haya proteinas en cantidades considerables.
La finalización de los trabajos preparatorios deberá ser objeto de comprobación y anotación como cualquier otro proceso para asegurar la calidad del ciclo complete de limpieza y desinfección.
La limpieza se lleva a cabo para eliminar todos los materiales indeseables (restos de alimentos, microorganismos, costras, grasa, etc.) de las superficies de la planta y del equipo de elaboración, dejando las superficies limpias -a la vista y al tacto- y sin residues de los agentes de limpieza.
Los microorganismos presentes estarán incorporados en los distintos materiales o bien adheridos a las superficies en forma de biopelículas. Estas últimas, no se eliminan completamente con la limpieza, pero la experiencia ha demostrado que se elimina una gran parte de los microorganismos. No obstante, todavía quedarán algunos que deberán ser inactivados durante la desinfección.
En general, la eficacia de un procedimiento de limpieza depende de:
El tipo y la cantidad de material a eliminar.
Las propiedades físicas y fisicoquímicas del producto de limpieza (como la fuerza del ácido o del álcali, la actividad superficial, etc.), la concentración, temperatura y tiempo de exposición utilizados.
La energía mecánica aplicada, p. ej. la turbulencia de las soluciones de limpieza en las tuberías, el efecto de la agitación, el impacto del chorro de agua, el restregar, etc.
La condición de la superficie que se va a limpiar.
Algunas superficies, p. ej. las superficies corroídas de aluminio y acero, simplemente, no se pueden limpiar, esto significa que la desinfección resulta también ineficaz. Lo mismo se aplica a otras superficies, p. ej. madera, goma, caucho etc. Obviamente, el material preferido será el acero inoxidable de alta calidad.
Los tipos de residues a eliminar en las plantas de alimentos serán principalmente los siguientes:
Materia orgánica, como proteínas, grasas y carbohidratos. Estos se eliminan más eficazmente con detergentes fuertemente alcalinos (en especial la soda caústica, NaOH). Además, se sabe que la combinación de detergentes ácidos (en especial ácido fosfórico) y tensioactivos no iónicos es eficaz contra la materia orgánica.
Materia inorgánica, como las sales de calcio y otros metales. Además, en las incrustaciones superficiales duras, formadas por la deposición de sales en tinas y alambiques en los procesos de elaboración de leche y cerveza, las sales quedan incrustadas con residues de proteínas. Estas sales se eliminan más eficazmente con productos de limpieza ácidos.
Las biopelículas, formadas por bacterias, hongos, levaduras y algas pueden eliminarse con productos de limpieza que son eficaces contra la materia orgánica.
La mayoría de los productos de limpieza trabajan más rápida y eficazmente a temperaturas altas, por lo tanto puede ser beneficioso limpiar a una temperatura alta. A menudo, la limpieza se realiza a 60 – 80 °C en zonas donde, en términos de energía, compensa utilizar temperaturas tan altas.
El agua se utiliza como solvente de todos los productos de limpieza y esterilizantes, y también para los enjuagados intermedios y finales del equipo.
Por consiguiente, la calidad química y microbiológica del agua es de importancia decisiva para la eficacia de los procedimientos de limpieza, como ya se ha descrito en una sección previa de este capítulo. En principio, el agua utilizada para la limpieza debe ser potable.
Las aguas duras contienen una gran cantidad de iones de calcio y magnesio. Cuando se calienta el agua las sales de calcio y magnesio, correspondientes a la dureza temporal, precipitarán en forma de sales insolubles. Algunos productos de limpieza, en especial los álcalis, también pueden hacer precipitar las sales de calcio y magnesio.
Además de reducir la eficacia de los detergentes, el agua dura lleva a la formación de depósitos o costras. Las costras, pueden originarse de varias formas y no sólo son desagradables a la vista sino también objetables por varias razones:
Cobijan y protegen microorganismos.
Reducen la tasa de intercambio de calor en las superficies de intercambiadores de calor. Ello podría menoscabar la elaboración, la pasteurización o la esterilización de los productos.
La presencia de costras tiende a aumentar la corrosión.
La formación de costras puede reducirse añadiendo agentes quelantes y secuestrantes, que ligan el calcio y el magnesio en complejos insolubles. No obstante, es aconsejable evitar las precipitaciones, ablandando el agua antes de su utilización en la limpieza. El ablandado puede lograrse eficazmente mediante intercambio iónico, proceso mediante el cual los iones de calcio y magnesio son reemplazados por iones de sodio, cuyas sales son solubles. Un método moderno y más costoso de ablandamiento del agua es la ósmosis inversa.
La pureza microbiológica del agua a utilizarse en el enjuagado final debe estar fuera de toda duda. Si esto no es así, en algunos casos será aceptable que el agua contenga bajas concentraciones de cloro, es decir, unas pocas ppm.
El detergente ideal deberá estar caracterizado por las siguientes propiedades:
Tener la suficiente fuerza química para disolver el material que se quiere eliminar.
Tener una tensión superficial lo suficientemente baja para penetrar en las grietas y hendiduras. Deberá ser capaz de dispersar la suciedad suelta y de mantenerla en suspensión.
Si se utiliza con agua dura, deberá tener propiedades para ablandar el agua y disolver las sales de calcio, para impedir su precipitación y la acumulación de costras sobre las superficies.
Poder eliminarse fácilmente de la planta mediante enjuagado, dejando ésta limpia y libre de residues, que podrían dañar los productos y afectar negativamente a la esterilización.
No causar corrosión o cualquier otro daño en la planta. Se recomienda siempre realizar una consulta al proveedor de los equipos, etc.
No ser peligroso para el operador.
Ser compatible con el procedimiento de limpieza que se utilice, ya sea manual o mecánico.
Si es sólido, deberá ser fácilmente soluble en agua y su concentración fácilmente comprobable.
Cumplir con las especificaciones legales referentes a la inocuidad y salud, así como a la biodegradabilidad.
Ser razonablemente económico de utilizar.
No existe un detergente con todas estas características. Por lo tanto, debe hallarse una solución intermedia para cada operación de limpieza en particular, escogiendo un producto de limpieza utilizable y tratamientos aditivos al agua, de tal forma que el detergente combinado tenga las propiedades más importantes para el procedimiento en cuestión.
Al seleccionar un producto de limpieza puede elegirse un producto ya mezclado y listo para utilizar en la empresa, que tenga las propiedades deseadas, o bien un producto que pueda elaborarse en la empresa siguiendo las directrices dadas en el Cuadro 6.5. En este caso debe asegurarse que los componentes sean compatibles entre sí.
En el Cuadro 6.5 (según Lewis 1980) se indican las características importantes de los productos de limpieza que se utilizan más frecuentemente en la industria alimentaria.
| Categorías de productos de limpieza acuosos | Concentraciones aproximadas de uso (%, p/v)1) | Ejemplos de productos químicos utilizados2) | Funciones | Limitaciones |
|---|---|---|---|---|
| Agua limpia | 100 | Generalmente contiene aire disuelto y minerales solubles en pequeñas cantidades | Disolvente y transportador de la suciedad, así como de los productos de limpieza químicos | El agua dura deja depósitos sobre las superficies. La humedad residual puede favorecer el desarrollo microbiano sobre las superficies lavadas |
| Alcali fuerte | 1 – 5 | Hidróxido sódico Ortosilicato sódico Sesquisilicato sódico | Detergentes para las grasas y las proteínas Precipitan la dureza del agua | Muy corrosivos. difíciles de eliminar por enjuagado. Irritantes para la piel y las membranas mucosas |
| Alcali moderado | 1–10 | Carbonato sódico Sesquisilicato sódico Fosfato trisódico Tetraborato sódico | Detergentes Tampona a pH 8,4 ó superior Ablandadores del agua | Moderadamente corrosivos. En concentraciones altas son irritantes para la piel |
| Acido inorgánico | 0,5 | clorhídrico Sulfúrico Nitrico Fosfórico Sulfámico | Produce un pH 2, 5 ó inferior Elimina los precipitados inorgánicos de las superficies | Muy corrosivos para los metales pero pueden inhibirse parcialmente con productos anticorrosivos. Irritantes para la piel y las membranas mucosas |
| Acido orgánico | 0,1 – 2 | Acético Hidroxiacético Láctico Glucónico Cítrico Tartárico Levulínico Sacárico | Moderadamente corrosivos pero pueden inhibirse con distintos compuestos anticorrosivos | |
| Agentes humectantes aniónicos | 0,15 ó menos | Jabones Alcoholes sulfatados Hidrocarburos sulfatados Sulfatos de poliéteres aril-alkil Amidas sulfonadas Alkil-aril sulfonado | Mojan las superficies Penetran en las hendiduras y entramado de los tejidos Detergentes eficaces Emulsionantes de aceites, grasas, ceras y pigmentos Compatibles con productos de limpieza ácidos o alcalinos y pueden ser sinérgicos | Algunos forman demasiada espuma No son compatibles con los agentes humectantes catiónicos |
| Agentes humectantes no-iónicos | 0,15 ó menos | Polietenoxiéteres Oxido de etileno condensados de ácidos grasos Amina-condensado de ácido graso | Excelentes detergentes para los aceites Utilizados en mezclas con agentes humectantes para eliminar la espuma | Pueden ser sensibles a los ácidos |
| Agentes humectantes catiónicos | 0,15 ó menos | Amonio cuaternario | Cierto efecto humectante Acción antibacteriana | No son compatibles con los agentes humectantes aniónicos |
| Agentes secuestrantes | Variable (según la dureza del agua) | Pirofosfato tetrasódico Tripolifosfato sódico Hexametafosfato sódico Tetrapolifosfato sódico Pirofosfato ácido sódico Acido etilendiamino tetracético (sal sódica) Gluconato sódico con o sin hidróxido sódico 3% | Forman complejos solubles con iones metálicos como el calcio, magnesio y hierro para impedir la formación de películas sobre los equipos y utensilios Véanse también los álcalis fuertes y moderados indicados antes | Los fosfatos se inactivan por la exposición prolongada al calor Los fosfatos son inestables en solución ácida |
| Abrasivos | Variable | Cenizas volcánicas Sismotita Piedra pómez Feldespatos Harina de sílice Lana de acero3) Metal de “bolas cloradas” plásticas3) Cepillos de fregar | Eliminan la suciedad de las superficies frotando Se pueden utilizar con detergentes en trabajos de limpieza difíciles | Raya las superficies Las partículas pueden quedarse embebidas en el equipo y aparecen más tarde en los alimentos dañan la piel de los trabajadores |
| Compuestos clorados | 1 | Acido diclorocianúrico Acido triclorocianúrico Diclorohidantoina | Utilizados con productos de limpieza alcalinos para peptizar las proteínas y minimizar los depósitos de leche | No son germicidas por su elevado pH Las concentraciones varían según el producto de limpieza alcalino y las condiciones de uso |
| Anfóteros | 1,2 | Mezclas de una sal catiónica de una amina o de un Compuesto de amonio cuaternario con un compuesto carboxianiónico, un éster sulfato o un ácido sulfónico | Afloja y ablanda los restos de alimentos carbonizados en los hornos u otras superficies de metal y cerámicas | No son adecuados para su utilización en superficies en contacto con los alimentos4) |
| Enzimas | 0,3–1 | Enzimas proteoliticas | Digiere las proteínas y otras suciedades orgánicas complejas | Son inactivadas por el calor Algunas personas se vuelven hipersensibles a las preparaciones comerciales |
1) La concentración del producto de limpieza en la solución que se aplica al equipo
2) Algunas agencias de control requieren la aprobación previa
3) La lana de acero y las “bolas cloradas” de metal no deberán utilizarse en plantas de alimentos
4) Algunos desinfectantes anfóteros se utilizan en las superficies de contacto con los alimentos
Las diferentes fases que se muestran en el Cuadro 6.4, incluida la esterilización, representan el procedimiento más completo para la limpieza y desinfección manual o limpieza fuera del lugar (LFL). Es adecuada para plantas modernas. Para limpiar plantas que trabajan con liquidos, como las fabricas de cerveza y las industrias lácteas, se utilizarán los sistemas de limpieza en el lugar (LEL), basados en la circulación mediante el bombeo de agua, productos de limpieza y desinfectantes. En principio los dos sistemas serán semejantes.
En la mayor parte de las plantas, se utilizará una combinación de la LFL y la LEL. La utilización de la LEL puede estar limitada a una parte de la planta o incluso a un equipo determinado. No obstante, independientemente del tipo y cantidad de alimentos producidos, para asegurar una limpieza y desinfección eficaces, se deberán tener presentes y aplicar los principios generales en que se basa el complejo ciclo del Cuadro 6.4.
La frecuencia de limpieza y desinfección desde variará desde varias veces durante la jornada laboral, es decir, cada vez que se hace una parada larga, hasta una vez al dia al final de la producción o incluso menos frecuentemente. Algunas veces no se incluirá la desinfección, por ejemplo, en zonas que deban mantenerse secas y en ambientes con materiales que no puedan desinfectarse, o en locales inadecuados para la desinfección. En estos casos, la limpieza sigue siendo muy importante para el aspecto general y las condiciones higiénicas de la planta o de los locales, y para la actitud general de los empleados respecto de la higiene.
Como se ha mencionado anteriormente, la limpieza efectiva es un requisito previo de toda desinfección eficaz. Como se ha descrito en el Cuadro 5.18 del capítulo anterior, el control más importante es la inspección visual y otras pruebas rápidas que demuestren los siguientes resultados importantes de la limpieza:
Que todas las superficies limpiadas estén, de hecho, visiblemente limpias.
Que todas las superficies estén al tacto libres de restos de alimentos, costras y otros materiales, y al olfato libres de olores indeseables.
Además, se deberán vigilar y registrar las concentraciones y los valores del pH de los productos de limpieza, las temperaturas -si se utiliza la limpieza en caliente- y los tiempos de contacto. Se pueden utilizar medidas del pH, o pruebas semejantes, del agua de aclarado para asegurar que el producto de limpieza es eliminado, a fin de evitar su interferencia con el desinfectante.
Todos estos controles son rápidos y permiten tomar decisiones inmediatas sobre si se debe repetir la limpieza, parcial o totalmente, o pasar al proceso de desinfección. Todos los controles, etc. deberán registrarse como parte del sistema de la calidad.
En esta fase, el control microbiológico no tiene finalidad alguna. En primer lugar, las biopelículas y los microorganismos supervivientes estarán presentes con toda probabilidad y en segundo lugar, no se dispone de métodos rápidos fiables.
Tradicionalmente, los términos “desinfección” y “desinfectantes” se han utilizado para describir procedimientos y productos utilizados en las industrias alimentarias con el fin de asegurar unas normas higiénicas microbiológicamente aceptables. Se seguirá esta costumbre, aunque se reconoce que los procedimientos y productos descritos raramente lograrán la “esterilidad”, es decir, la ausencia total de microorganismos viables.
La desinfección puede efectuarse por tratamientos fisicos como el calor, la radiación U.V. o por medio de compuestos quimicos. De los tratamientos fisicos, sólo se describirá el calor.
La utilización del calor en forma de vapor o agua caliente es un método muy seguro y es un método de desinfección muy utilizado. Los productos químicos más comúnmente utilizados en la desinfección son:
En el Cuadro 6.6. se resumen las características de algunos de estos desinfectantes y del uso del vapor.
El calentamiento a temperaturas convenientemente altas, durante un período de tiempo lo suficientemente prolongado es el método más seguro para destruir los microorganismos. La velocidad a la que tiene lugar la destrucción por el calor depende de la temperatura, humedad, tipo de microorganismo y el medio ambiente en el que los microorganismos se encuentran durante el tratamiento térmico. Si los microorganismos están encerrados en costras u otras sustancias, se encuentran protegidos y puede que ni siquiera el calentamiento sea eficaz. Es importante recordar la cinética de la inactivación térmica de los microorganismos:
log Ct = log Co - K × t,
donde Co = población original de microorganismos vivos (recuento inicial de viables) y Ct = supervivientes totales después del tiempo t. K es una constante (= pendiente de la línea recta) y depende del microorganismo en particular y de las condiciones experimentales. K se describe como la tasa de mortalidad. Se ve que el número de microorganismos supervivientes en el tiempo “t” está determinado por el nivel inicial de la infección, así como por la constante de la tasa de mortalidad y el tiempo de calentamiento.
La circulación de agua caliente (aproximadamente a 90°c) es muy eficaz. El agua deberá circular durante al menos 20 minutos después de que la temperatura del agua de retorno se haya elevado a 85 °C o más. Obviamente, la utilización de vapor es igualmente efectiva cuando se puede aplicar.
| Vapor | Cloro | Iodóforos | Tensioactivos QAC/QUATS | Acidos aniónicos | ||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Eficaz contra | Bacterias Gram positivas (lácticas, clostridios, Bacillus, Staphylococcus) | El mejor | Bueno | Bueno | Bueno | Bueno |
| Bacterias Gram negativas(E. coli, Salmonella, psicrótrofas) | El mejor | Bueno | Bueno | Poco | Bueno | |
| Esporas | Bueno | Bueno | Poco | Mediano | ||
| Bacteriófagos | El mejor | Bueno | Bueno | Poco | ||
| Propiedades | Corrosivo | No | Sí | Ligeramente | No | Ligeramente |
| Afectado por el agua dura | No | (No) | Ligeramente | Algunos son | Ligeramente | |
| Irritante de la piel | Sí | Sí | Sí | No | Sí | |
| Afectado por la materia orgánica | No | Mucho | Algo | El que menos | Algo | |
| Incompatible con: | Materiales sensibles a temperaturas altas | Fenoles, aminas, metales blandos | Almidón, plata | Agentes humectantes aniónicos, jabones | Tensioactivos catiónicos y detergentes alcalinos | |
| Estabilidad de la solución de uso | Se disipa rápidamente | Se disipa lentamente | Estable | Estable | ||
| Estabilidad en solución caliente (mayor de 66°C) | Inestable, algunos compuestos estables | Muy utilizable (mejor si se utiliza a menos de 45°C) | Estable | Estable | ||
| Deja residuos activos | No | No | Sí | Sí | Sí | |
| Ensayos de residuos químicos activos | Innecesarios | Sencillos | Sencillos | Sencillos | Difíciles | |
| Máximo nivel permitido por USDA y FDA con ó sin enjuagado | No existe límite | 200 ppm | 25 ppm | 25 ppm | ||
| Eficaz a pH neutro | Sí | Sí | No | No | No |
Cuando se utilizan desinfectantes químicos, la tasa de mortalidad de los microorganismos depende, entre otras cosas, de las propiedades microbicidas del producto, la concentración, la temperatura y el pH, así como del grado de contacto entre el desinfectante y los microorganismos. Se obtiene un buen contacto por turbulencia, por ejemplo revolviendo, en superficies suaves y con una baja tensión superficial. Al igual que en la desinfección térmica, los diferentes microorganismos muestran diferentes resistencias a los desinfectantes químicos. Igualmente la contaminación con materia inorgánica u orgánica puede reducir la tasa de mortalidad considerablemente. Como se ha mencionado anteriormente, sólo puede obtenerse una desinfección eficaz después de una limpieza efectiva. El desinfectante ideal de la planta estaría caracterizado por las siguientes propiedades:
Tener un efecto antimicrobiano suficiente para destruir a los microorganismos presentes, en el tiempo disponible, y tener una tensión superficial suficientemente baja para asegurar una buena penetración en poros y grietas.
Eliminarse fácilmente de la planta por enjuagado, dejando ésta limpia y libre de residuos que puedan dañar a los productos.
No favorecer la proliferación de cepas resistentes o de cualquier otro microorganismo superviviente.
No producir corrosión o cualquier otro daño en la planta. Se recomienda preguntar a los proveedores de las máquinas, etc. antes de utilizar cloro u otros desinfectantes agresivos.
No ser peligroso para el usuario.
Ser compatible con el procedimiento de desinfección que se utiliza, bien sea manual o mecánico.
Ser fácilmente soluble en agua si es sólido.
Poder comprobar fácilmente su concentración.
Ser estable durante largos períodos de almacenamiento.
Cumplir con los requisitos legales con respecto a la inocuidad y salubridad, así como a la biodegradabilidad.
Ser de uso razonablemente económico.
A menudo, será necesario combinar los desinfectantes con aditivos para obtener las propiedades requeridas.
Para impedir la proliferación de cepas resistentes de microorganismos es conveniente cambiar de vez en cuando de un tipo de desinfectante a otro. Esto es especialmente aconsejable cuando se utilizan compuestos de amonio cuaternario.
Entre los desinfectantes más utilizados se describirán brevemente los siguientes:
El cloro, es uno de los desinfectantes más eficaces y más utilizados. Se presenta en varias formas, como por ejemplo: las soluciones de hipoclorito sódico, las cloraminas y otros compuestos orgánicos que contienen cloro. También se utilizan el cloro gaseoso y el dióxido de cloro.
Los esterilizantes clorados, a una concentración de 200 ppm de cloro libre, son muy activos y tienen también algún efecto limpiador. El efecto desinfectante disminuye considerablemente en presencia de residuos orgánicos.
Los compuestos disueltos en agua producirán ácido hipocloroso, HOCI, que es el agente esterilizante activo y actúa por oxidación. En solución es muy inestable, en particular en solución ácida porque libera gas de cloro tóxico. Además, las soluciones son muy corrosivas a bajo pH.
Desafortunadamente, la actividad germicida es considerablemente mejor en solución ácida que en alcalina, por lo tanto, el pH de trabajo deberá escogerse como un compromiso entre la eficiencia y la estabilidad. Los esterilizantes clorados orgánicos son en general más estables, pero precisan un tiempo de contacto más largo.
Cuando se utilizan en el rango de valores adecuado (200 ppm de cloro libre), en soluciones a temperatura ambiente, los esterilizantes clorados no son corrosivos para el acero inoxidable de alta calidad, pero son corrosivos para otros materiales menos resistentes.
Los yodóforos, contienen yodo ligado a un portador, normalmente un compuesto no iónico, a partir del cual se libera el yodo para la esterilización. Generalmente, el pH se baja hasta 2–4 utilizando ácido fosfórico. El yodo tiene su máximo efecto en esta gama de pH.
Los yodóforos son desinfectantes activos con un amplio espectro antimicrobiano, al igual que el cloro. Son inactivados por materiales orgánicos. Son eficaces en las concentraciones correspondientes a 25 ppm de yodo libre.
A menudo, los preparados comerciales son ácidos a fin de favorecer la disolución de costras. Pueden ser corrosivos, dependiendo de la formulación, y no deberán ser utilizados a temperaturas superiores a 45°C, porque puede liberarse yodo. Si se dejan residuos de los productos y de los agentes de limpieza caústicos en calderas no utilizadas o en sitios similares, esto puede, en combinación con los yodóforos, causar olores “fenólicos” muy desagradables.
El peróxido de hidrógeno y el ácido peracético, son esterilizantes eficaces que actúan por oxidación y tienen amplio efecto antimicrobiano. Pueden utilizarse soluciones diluidas, solas o mezcladas, para la desinfección de superficies limpias. En presencia de sustancias orgánicas pierden su actividad más fácilmente que otros esterilizantes y con el tiempo pierden rápidamente su actividad.
Los compuestos de amonio cuaternario, son tensioactivos catiónicos. Son también fungicidas y bactericidas eficaces pero, a menudo, son menos eficaces contra las bacterias Gram negativas. Para evitar el desarrollo de cepas resistentes de microorganismos, estos compuestos sólo deben utilizarse alternándolos con otros tipos de desinfectantes.
Debido a su baja tensión superficial tienen buenas propiedades penetrantes y por la misma razón son difíciles de eliminar en el enjuagado.
Si los compuestos de amonio cuaternario entran en contacto con detergentes anionactivos precipitarán y se inactivarán. Por tanto, debe evitarse la mezcla o la utilización consecutiva de estos dos tipos de productos químicos.
Los esterilizantes anfolíticos tienen propiedades semejantes a los compuestos de amonio cuaternario.
El control de la desinfección será el control final del ciclo completo de limpieza y desinfección. Suponiendo que, tal como se ha descrito anteriormente, se ha vigilado eficazmente la limpieza, el control de la desinfección será eficaz cuando se cumplan las siguientes condiciones:
Vigilancia de las condiciones de tiempo y temperatura en la desinfección por calor.
Vigilancia de las concentraciones activas de desinfectantes químicos.
Vigilancia de que el desinfectante cubra efectivamente todas las superficies a desinfectar.
Vigilancia del tiempo de contacto.
Las condiciones mencionadas deberán documentarse. Todas las observaciones deben ser notificadas y registrardas como se exige en las normas de los Sistemas de la Calidad.
Los ensayos y el control microbiológico tienen por finalidad la verificación. Se dispone de varias técnicas, pero ninguna es la ideal y no son métodos de ejecución en “tiempo real”, lo que sería muy de desear para el control de la limpieza y la desinfección. La incubación durante la noche hace que sea demasiado tarde para corregir las situaciones críticas.
No obstante, si se realizan a intervalos regulares y están planeados para cubrir todos los puntos críticos, con el tiempo se puede acumular una información útil del control microbiológico. Se utilizan varios métodos que se mencionan brevemente.
Ensayos con hisopos. Esta es la técnica más usual y una de las mejores. Utilizando un hisopo estéril de algodón en rama, se pasa sobre la superficie desinfectada, así las bacterias transferidas al hisopo se trasladan a un diluyente para la determinación de las unidades formadoras de colonias en sustratos de agar estándar. Los hisopos son especialmente útiles en lugares donde es difícil utilizar otros métodos de control es decir: cavidades, válvulas, etc.
Agua del enjuagado final. La filtración por membrana del agua de enjuagado y su incubación en un sustrato de agar es una técnica muy sensible para el control de los sistemas LEL, así como de otros sistemas de limpieza y desinfección en los que es posible realizar el enjuagado.
Placas de superficie directa. En estos métodos las placas de petri o los porta objetos de contacto con un medio de agar selectivo, o de uso general, se aplican a la superficie que se va a examinar, seguido de la incubación y recuento de unidades formadoras de colonias. Estas técnicas sólo pueden aplicarse a superficies planas, lo cual constituye un factor limitante.
Ensayo bioluminométrico de ATP. Es un método prácticamente de “tiempo real” que da la respuesta en minutos. Es muy sensible y puede combinarse con el uso de hisopos para la recogida de microorganismos de las superficies. El método es poco específico, por lo cual no permite tal vez distinguir entre microorganismos y residuos de los alimentos. No obstante, si se aplica en condiciones definidas, puede ser útil y mejor que los métodos convencionales, porque proporciona la respuesta en minutos.
Independientemente de la técnica utilizada es importante saber, a partir de los análisis de verificación, que el sistema estaba funcionando cuando se estableció. Es también de interés conocer las tendencias que se desprenden de los resultados de verificación registrados. El objetivo del estudio de las tendencias y la realización del control microbiológico de la limpieza y desinfección, obviamente, radica en adoptar medidas correctivas antes de que se produzca una pérdida de control sobre los productos o de los procesos de elaboración.
