Limpieza y Desinfeccin en Procesamiento y Operaciones de

Limpieza y Desinfección en Procesamiento y Operaciones de Manipulación de Alimentos o Medicamentos Definiciones: Limpieza es la remoción completa de restos de alimentos usando detergentes químicos apropiados bajo condiciones recomendadas. Es importante que el personal conozca la naturaleza de los diversos tipos de residuos de alimentos y la química involucrada en su remoción. Métodos de Limpieza El equipo puede categorizarse en relación al método de limpieza: Limpieza mecánica: normalmente denominado como limpieza en el local (CIP- Clean in Place) no requiere el desmontaje total o parcial. Limpieza fuera del local: (COP- Clean Out of Place) puede ser desmontado parcialmente o limpiarse en tanques presurizados especiales Limpieza manual: requiere desmontaje total para limpieza e inspección

n Desinfección Es importante diferenciar y definir cierta terminología: n Esterilizar: se refiere a la destrucción estadística y remoición de todos microorganismos vivos n Desinfectar: se refiere a objetos inanimados y destrucción de todas las células vegetales no esporuladas n Sanitizar: se refiere a la reducciónd e los microorganismos a niveles seguros desde el punto de vista de la salud pública n

Objetivo: El objetivo de la limpieza y desinfección de superficies de contacto con alimentos es la remoción de nutrientes que las bacterias necesitan para crecer y para matar las bacterias que estén presentes. El equipo necesario (cepillos, etc) también debe limpiarse y almacenarse de manera sanitaria. Frecuencia: La frecuencia de la limpieza debe definirse claramente para cada línea de proceso, por ejemplo, diariamente, después de un lote de producción, o con mayor frecuencia en caso necesario. El tipo de limpieza también debe ser claramente indicado.

El orden correcto de los eventos para limpieza / desinfección de superficies de contacto con alimentos es: n Enjuagar n Limpiar n Enjuagar n Sanitizar

• Los procedimientos de desinfección apropiados y • aprobados son procesos , y por lo tanto su duración o tiempo, así como las condiciones químicas deben ser descritas. La definición oficial (AOAC) de desinfección para superficies con cotntacto con alimentos es la de un proceso que reduce el nivel de contaminación un 99. 999% (5 gs) en 30 seg. La definición oficial para superficies son contacto con alimentos requiere una reducción de la contaminación de un 99. 9% (3 gs). Los organismos Patton usados para los tests son: Staphylococcus aureus and Escherichia coli.

n Los tipos generales de desinfección incluyen: n Desinfección Térmica que involucra el uso de agua caliente o vapor, con una temperatura y tiempo de contacto previamente especificados. n Desinfección Química que involucra el uso de sanitizante químico aprobado, con una concentración y tiempo de contacto previamente especificados.

• Química y Calidad del Agua • El agua constituye aproximadamente 95 -99% de las • • • soluciones para limpieza y desinfección. El agua tiene la función de Acarrear el detergente o sanitizante a través de la superficie Retirar los residuos o contaminantes de la superficie Las impurezas del agua pueden alterar drásticamente la eficiencia de un detergente o sanitizante. La dureza es la propiedad química más importante, afectando directamente la eficiencia de la limpieza y desinfección. (Otras impurezas pueden afectar la superficie de contacto con el alimento o pueden afectar las propiedades de los depósitos de residuos o formación del film).

• La franja de p. H varía generalmente de 5 a 8. 5, lo que no trae consecuencias para la mayoría de los detergentes o sanitizantes. Sin embargo, aguas acentuadamente alcalinas o ácidas pueden exigir agentes químicos adicionales para el taponamiento. El agua puede contener números significativos de microorganismos. El agua utilizada para limpieza y desinfección debe ser potable y exenta de patógenos. El tratamiento y / o desinfección del agua pueden ser necesarios antes de su utilización en regímenes de limpieza. El efecto de las impurezas presentes en el agua se muestra en la Tabla 1.

Tabla 1. Impurezas en el agua y problemas asociados Impureza Problema Asociado Oxígeno Corrosión Dióxido de Carbono Corrosión Bicarbonatos (Sodio, Calcio o Magnesio ) Escamación Cloruros o Sulfatos (Sodio, Calcio o Magnesio ) Escamación y Corrosión Sílice Escamación Sólidos en Suspensión Corrosión y deposición p. H alto (> 8. 5) Corrosión indirecta y deposición. Alteración de la eficiencia de los detergentes p. H bajo (< 5) Corrosión indirecta y deposición. Alteración de la eficiencia de los detergentes Hierro Films y manchas Manganesio Corrosión Cobre Films y manchas

• Propiedades de los residuos de alimentos • Un residuo de alimento es generalmente definido como • material indeseable en las superficies de contacto con alimentos, sea visible o invisible. La fuente primaria del residuo es oriunda de la manipulación del alimento, en tanto minerales del agua residual y de compuestos de limpieza contribuyen a la formación de films o biofilms en la superficie. Cuando el residuo varía mucho en su composición, ningún detergente es capaz de remover todos los tipos. Muchos films complejos contienen: combinación de componentes de alimentos, aceites o polvos superficiales, componentes de limpieza insolubles y sales de agua dura insolubles. Su solubilidad varía en función del calentamiento, edad, secado, tiempo, etc. . .

Los residuos pueden ser clasificados como: u Solubles en agua (azúcares, algunos alidones y la mayoría de las sales); u Solubles en ácido (calcáreos y la mayoría de los depósitos minerales); u Solubles en álcalis (proteínas y emulsiones grasosas); u Solubles en agua, ácidos y álcalis. La condición física del depósito de residuo también afecta su solubilidad. Residuos recién precipitados a partir de una solución fría o tibia son normalmente más solubles que depósitos envejecidos o films complejos.

La clasificación y características para la remoción de los residuos Superficie del Depósito Solubilidad Remoción Reacciones Térmicas Azúcar Agua Fácil Caramelización Grasa Álcalis Difícil Polimerización Proteína Álcalis Muy difícil Desnaturalizaci ón Almidón Álcalis, Agua Fácil a moderado Interacciones con otros constituyentes Sales monovalentes Agua; Ácidos Fácil a difícil Generalmente insignificantes Sales polivalentes Ácidos Difícil Interacciones con otros constituyentes

• Química de los detergentes • Ingredientes físicamente activos • • • Los ingredientes físicamente activos primarios son los tensoactivos. Estas moléculas orgánicas tienen como característica estructural general una porción hidrofílica y otra hidrofóbica y tienen la función de promover una limpieza física, que involucra las siguientes acciones: emulsificación, penetración, dispersión, formación de espuma y humedecimientos. Las clases de tensoactivos son: Tensoactivos iónicos: son aquellos que presentan carga negativa o positiva en solución acuosa siendo denominados, respectivamente, como aniónicos y catiónicos. Si la carga generada es dependiente del p. H, el tensoactivo es denominado anfótero. Los tensoactivos iónicos son generalmente caracterizados por su gran capacidad de formación de espuma. Tensoactivos no iónicos: son aquellos que no se disocian cuando se disuelven en agua, tienen una vasta diversidad de propiedades dependiendo de la relación hidrofilicidad/ hidrofobicidad. Por ejemplo, la propiedad de formación de espuma de los detergentes no iónicos es afectada por la temperatura de la solución. A medida qu la temperatura aumenta, el carácter hidrofóbico y la solubilidad decrecen. En el punto de nube (solubilidad mínima), estos tensoactivos actúan generalmente como antiespumantes mientras debajo del mismo presentan variaciones en sus propiedades espumantes.

Base alcalina Detergentes muy alcalinos (o detergentes de acción pesada) utilizan soda cáustica (hidróxido de sodio) o potasio cáustico (hidróxido de potasio). Una propiedad importante es la saponificación de grasas: formación de jabón. Son usados en muchos sistemas CIP o en el lavado de recipientes. n Detergentes moderadamente alcalinos incluyen los fosfatos, silicatos y carbonatos de amonio, sodio y potasio. El fosfato trisódico es uno de los más antiguos y eficientes. Los silicatos son más utilizados como inhibidores de corrosión. En la interacción con calcio y magnesio y formación de films, los detergentes a base de carbonatos son limitados a regímenes de limpieza. n Base ácida n Detergentes ácidos incluyen ácidos orgánicos e inorgánicos. Los ácidos inorgánicos más comunes son: fosfórico, nítrico, sulfato ácido y clorhídrico. Los orgánicos incluyen el hidroxiacético, cítrico y glucónico. Los detergentes ácidos son normalmente utilizados en un régimen de limpieza secuencial con dos etapas y son usados en la prevención o remoción de films salinos (minerales, cerveza y leche). n n

n n n Agentes oxidantes Los agentes oxidantes usados en detergentes son el hipoclorito y, en menor grado, el perborato. Los detergentes clorados son frecuentemente usados para remoción de proteínas. Ingredientes enzimáticos Detergentes a base de enzimas, como amilase y otras enzimas que degradan azúcares, porteases y lipases, están encontrando aceptación en las aplicaciones especializadas de la industria alimenticia. La mayor ventaja es una menor agresividad al medio ambiente y su limitación es la temperatura de las superficies en la cual los mismos van a ser aplicados (frías).

• • Desinfección térmica Como cualquier tratamiento térmico, la eficacia de la desinfección térmica depende de varios factores, entre ellos: carga inicial de contaminantes, humedad, p. H, temperatura y tiempo. Vapor El uso de vapor como proceso de desinfección tiene aplicabilidad limitada. Normalmente es un proceso caro y difícil de controlar y monitorear temperatura y tiempo. Además de esto, los subproductos de condensación de vapor pueden complicar las operaciones de limpieza. Agua caliente La desinfección por medio de inmersión en agua caliente (partes pequeñas, cuchillos, etc. . . ), spray (lavadores de vajilla) o sistemas de circulación es normalmente utilizada. El tiempo necesario es determinado por la temperatura del agua. Las necesidades regulatorias (Food Code 1995), para el uso de agua caliente en la desinfección de vajilla y utensilios específicos son: inmersión como mínimo durante 30 s a 77ºC (170ºF) para operaciones manuales, un enjuague final a 74ºC (165ºF) en máquinas de temperatura y pileta únicos y 82ºC (180ºF) para otras máquinas.

u u u Diversas reglamentaciones estatales exigen una temperatura, para superficie de utensilios, de 71ºC (160ºF) medida por un registrador de temperatura irreversible en máquinas de lavar utensilios. Las recomendaciones y exigencias para desinfección por agua caliente pueden variar. El protocolo para la leche pasteurizada especifica un mínimo de 77ºC (170ºF) por cinco min. Otras recomendaciones para operaciones de proceso son: 85ºC (185ºF) por 15 min. o 80ºC (176ºF) por 20 min. Las ventajas primarias de la desinfección por agua caliente son: bajo costo, fácil aplicación y disponibilidad, eficacia sobre diversos microorganismos, corrosividad baja y buena penetración. Es una proceso lento, en función de la necesidad de etapas de calentamiento y enfriamiento, y además acarrea ciertas precauciones en relación a la seguridad de los trabajadores involucrados. El proceso presenta como desventajas la formación, o contribución para formación, de films y reducción del tiempo de vida de partes de equipos, como por ejemplo, juntas, etc. . .

n n n Desinfección Química O sanitizante químico ideal debe: Ser aprobado para aplicación en superficies contacto con alimentos. Tener un amplio espectro u objetivo de actividad. Destruir los microorganismos rápidamente. Ser estable en todo tipo de condiciones. Ser resistente a una gran variedad de condiciones ambientales. Ser rápidamente soluble y poseer alguna detergencia. Presentar baja toxicidad y corrosividad. Ser económico. Ningún sanitizante disponible satisface todos los criterios mencionados, pero es importante evaluar las propiedades, ventajas y desventajas de los sanitizantes disponibles para cada aplicación específica.

• Consideraciones regulatorias • Las cuestiones regulatorias involucradas con los sanitizantes químicos son: actividad antimicrobiana o eficacia, seguridad de los residuos en las superficies contacto con alimentos y seguridad ambiental. Es importante seguir los reglamentos aplicables a cada situación química. El registro de sanitizantes químicos y agentes antimicrobianos para uso en alimentos y superficies contacto con alimentos es concedido, en EUA, por la Agencia de Protección Ambiental (EPA). Antes de la concesión del registro, la EPA analiza los datos de eficacia y seguridad, además de la rotulación de los productos. La Administración de Drogas y Alimentos (FDA) está involucrada en la evaluación de residuos de sanitizantes que podrían existir en los alimentos. De este modo cualquier sanitizante y su nivel máximo de utilización para empleo en alimentos o superficies contacto deben ser aprobados por el FDA. Los productos aprobados están detallados en el Código de Reglamentos Federales (21 CFR 178. 1010). el Departamento de Agricultura de los EUA (USDA) también mantiene listas de compuestos con actividad antimicrobiana (USDA List of Proprietary Substances and Non Food Product Contact Compounds) que fue utilizada inicialmente en la reglamentación de carnes y productos definidos por el Servicio de Inspección y Seguridad del USDA (FSIS).

n n n n Factores que afectan la eficacia de Sanitizantes Factores físicos Características de la superficie: antes de iniciar el proceso de desinfección todas las superficies deben limpiarse y enjuagarse, para remoción de cualquier residuo de detergente. Una superficie sucia no puede ser sanitizada. Dado que la eficacia de estos productos requiere un contacto directo con los microorganismos, la superficie debe verse libre de fisuras, etc. . . Superficies que presenten biofilms no pueden ser eficientemente sanitizadas. Tiempo de exposición: cuanto mayor sea el tiempo de contacto, más eficiente será la desinfección. Temperatura: la temperatura también está positivamente relacionada a la muerte de microorganismos por los sanitizantes químicos. Evitar temperaturas superiores a 55ºC (131ºF) en función de la alta corrosividad de la mayoría de los sanitizantes químicos. Concentración: generalmente la eficacia de un sanitizante químico aumenta proporcionalmente a su concentración. Deben observarse los niveles máximos permitidos por la legislación. Residuo: la presencia de material orgánico reduce drásticamente la eficacia de los sanitizantes y puede, de hecho, inactivarlos. La cuestión es “una superficie sucia no es pasible de desinfección”.

n n n Factores químicos PH: sanitizantes son bastante influenciados por el p. H de las soluciones. Muchos sanitizantes clorados son casi ineficaces en valores de p. H superiores a 7, 5. Propiedades del agua: algunos sanitizantes son acentuadamente afectados por las impurezas presentes en el agua. Inactivadores: inactivadores orgánicos e inorgánicos pueden reaccionar químicamente con los sanitizantes formando productos sin acción antimicrobiana. Es, consecuentemente, importante enjuagar las superficies antes de la desinfección. Factores biológicos La carga microbiológica puede afectar la actividad de un sanitizante. Algunos sanitizantes son más eficientes contra microorganismos gran positivos que contra gran negativo y esta eficacia también puede variar frente a células, hongos y virus.

u u u Sanitizantes a base de cloro Compuestos de cloro: el cloro, en sus diversas formas, es el sanitizante más utilizado en el procesamiento y manipulación de alimentos. Esto incluye el cloro líquido, hipocloritos, cloraminas inorgánicas y orgánicas. Los sanitizantes a base de cloro forman el ácido hipocloroso (HCIO) en solución. La disponibilidad de cloro es función del p. H. A p. H 5, prácticamente se encuentra en su totalidad bajo la forma de HOCI. A p. H 7. 0, aproximadamente 75% está bajo la forma de HOCI. El nivel máximo para aplicaciones sin enjuague es de 200 ppm de cloro disponible, pero las recomendaciones de uso varían. Para hipocloritos se recomienda un tiempo de exposición de 1 min a una concebtración mínima de 50 ppm a una temperatura de 24ºC (75ºF). Por cada 10ºC (18ºF) de disminución en la temperatura se recomienda el doble de tiempo de exposición. Para cloraminas, se recomienda 200 ppm por 1. Los compuestos de cloro son germicidas de largo espectro, que actúan en la membrana microbiana, inhibiendo las enzimas involucradas en el metabolismo de la glucosa, tienen un efecto letal sobre el ADN y oxidan las proteínas celulares. Presentan actividad a baja temperatura, son relativamente baratos y dejan un filme residual mínimo.

u u u La actividad del cloro es drásticamente afectada por factores como p. H, temperatura y carga orgánica. Sin embargo es menos afectado por la dureza del agua cuando es comparado con otros sanitizantes, en especial, cuaternarios de amonio. La mayor desventaja es su corrosividad en la mayoría de las superficies metálicas, especialmente a alta temperatura. Efectos adversos a la salud pueden ocurrir en función de la irritabilidad causada por los productos en la piel y las mucosas. A p. H inferior a 4, el cloro es peligroso, puede formarse gas mostaza. Recientemente hay reservas en cuanto al cloro como desinfectante para el agua de beber como antimicrobiano para contacto directo con alimentos en función de la formación potencial de trihalometanos carcinogénicos, bajo condiciones apropiadas.

u u Dióxido de cloro: el CIO 2 actualmente está siendo considerado como un sustituto para el cloro, por resultar, aparentemente, menos agresivo al ambiente. El producto estabilizado tuvo la aprobación del FDA para la mayoría de las aplicaciones en la desinfección de equipos, o para el uso como espuma para contacto ambiental y superficies sin contacto con alimentos. Fue aprobado también para el agua empleada en el lavado de frutas y vegetales y para el agua empleada en el procesamiento de ganado. El CIO 2 tiene un poder oxidante 2, 5 veces mayor que el del cloro y consecuentemente, se requerirá menor cantidad de producto. La franja de concentración típica varía de 1 a 10 ppm. Las desventajas están relacionadas con la seguridad y toxicidad. Los gases concentrados son explosivos. Su rápida descomposición en presencia de luz o a temperaturas superiores a 50ºC (122ºF) hace que su generación in situ sea recomendada en la práctica.

Iodo El uso de iodo como antimicrobiano se remonta a 1800. existe bajo diversas formas y existe, en la actualidad, conjuntamente con un tensoactivo y/ o un acarreador. Estas mezclas se denominan iodóforos. El agente más activo es el iodo libre disociado. Es también el más inestable. Esta forma es predominante en valores bajos de p. H. La cantidad de disociación a partir del tensoactivo depende de su naturaleza. La solubilidad del iodo es muy baja en agua. La dosis recomendada es de 12, 5 a 25 ppm por 1 min. Se cree que la actividad antimicrobiana del iodo se efectúa a través de la halogenación directa de las proteínas. Las teorías más recientes se basas en los daños a la pared celular y la destrucción de la actividad enzimática microbiana. Los iodóforos, tal como los compuestos de cloro, tienen un largo espectro de acción, siendo eficaces contra bacterias, virus, células, hongos y protozoarios. Es altamente dependiente de la temperatura y vaporiza a 120ºF siendo, por consiguiente, limitado a aplicaciones a baja temperatura. El grado de influencia de los factores ambientales depende de la naturaleza química del tensoactivo usado en la formulación. Son normalmente menos afectados por la materia orgánica y la dureza del agua utilizada que el cloro, sin embargo la pérdida de actividad es pronunciada en p. H elevado.

• Compuestos cuaternarios de amonio (QACs) • Las propiedades de estos compuestos dependen de la naturaleza de • los grupos alquilo ligados covalentemente. Una vez que estructuras poseen carga positiva, su mecanismo de acción está relacionado a su capacidad de atracción de materiales negativamente cargados, como las proteínas de las bacterias. Se cree que actúan al nivel de la funcionalidad de la membrana. La longitud de la cadena carbónica de los radicales R está directamente asociada con la actividad sanitizante en los QUACs sin embargo, en estado de baja solubilidad de QUACs con cadenas carbónicas largas, presentan una eficacia menor que los que contienen cadenas cortas. Los QUACs son activos en una gran franja de temperatura. Por ser tensoactivos son menos afectados por residuos leves que otros sanitizantes, mientras son muy afectados por residuos pesados. Son muy eficaces en p. H alcalino, sin embargo su mayor desventaja es la baja tolerancia a la dureza del agua Una ventaja es que dejan un filme antimicrobiano cuando son aplicados, siendo esta característica indeseable en el caso de operaciones que utilizan cultivos microbianos como iniciadores, por ejemplo, queso, cerveza, etc. . .

n n Sanitizantes aniónicos ácidos Como los QUACs, son sanitizantes tensoactivos. Sus formulaciones incluyen un ácido inorgánico más un tensoactivo y son frecuentemente usados con doble función; lavado ácido y desinfección. Al contrario de los QUACs, poseen carga negativa. Son moderadamente afectados por la dureza del agua, presentan baja corrosividad, detergencia y potencial de olor. Las desventajas incluyen: costo relativamente alto, franja de p. H de eficacia muy estrecha (p. H 2 to 3), baja actividad fente a células, espumación excesiva en sistemas CIP e incompatibilidadcon detergentes a base de tensoactivos catiónicos.

Sanitizantes a base de ácidos grasos n Los ácidos grasos o sanitizantes a base de ácidos carboxílicos fueron desarrollados en los años 80. las formulaciones típicas incluyen ácidos grasos conjuntamente con ácidos orgánico y fosfórico. También presentan, tal como los aniónicos ácidos, doble función. Su mayor ventaja sobre los aniónicos ácidos es el bajo potencial de formación de espuma. Poseen una amplia franja de actividad, poseen estabilidad bajo forma diluida, son poco afectados por la materia orgánica y adecuados para aplicación a altas temperaturas. n Presentan baja actividad por encima de p. H 4 y son poco eficaces frente a células; algunas formulaciones pierden eficacia a temperaturas inferiores a 10ºC (50ºF). Son corrosivos para metales blandos, plásticos y gomas n

Peróxidos o compuestos peroxi contienen por lo menos de átomos de oxígeno ligados covalentemente y están divididos en 2 grupos: inorgánicos, a base de peróxido de hidrógeno y análogos y orgánicos, a base de ácido peracético y análogos. Ø Peróxido de hidrógeno (p. H): a pesar de ser ampliamente utilizados en el ramo médico, tienen aplicación limitada en la industria alimenticia. El FDA aprobó su utilización en la esterilización de equipos y empaquetamiento para operaciones asépticas. Ø El modo primario de acción es a través de la creación de un ambiente oxidante por medio de la generación de un singleto u oxígeno tipo superóxido. Presenta un gran espectro de actuación aunque sean ligeramente más eficaces frente a organismos gran negativos que positivos. Altas concentraciones (mauro o igual a 5%) pueden presentar irritabilidad dérmica y ocular. Ø Ø

• Ácido peracético (PAA): conocido por sus propiedades • • germicidas, su aplicación en la industria alimenticia es más o menos reciente. Es relativamente estable en concentraciones de 100 a 200 ppm, no espuma, no posee fosfatos, presenta baja corrosividad, tolerancia a la dureza del agua, buena biodegradabilidad además de la capacidad de remoción de biofilms no necesitando, en lo que respecta a los subproductos generados (oxígeno y ácido acético, minoritariamente), de enjuague. Es corrosivo para el acero galvanizado, cobre latón y bronce. Su modo de acción es similar a la de p. H aunque sea eficaz contra organismos gran negativos y positivos, células, algas y virus. Su actividad gemicida varía con el p. H, siendo muy reducida en valores superiores a 8. Tensoactivos aniónicos presentes en la formulación mejoran la estabilidad y eficacia antimicrobiana del PAA. Presenta olor punzante y el producto concentrado (40%) es muy tóxico y poderoso irritante y oxidante.