{"id":5466,"date":"2023-03-16T11:20:00","date_gmt":"2023-03-16T10:20:00","guid":{"rendered":"https:\/\/foodplace.pl\/?p=5466"},"modified":"2023-03-15T12:00:24","modified_gmt":"2023-03-15T11:00:24","slug":"biofilm","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/foodplace.pl\/en\/biofilm\/","title":{"rendered":"Biofilm"},"content":{"rendered":"

Drobnoustroje wchodz\u0105ce w kontakt z powierzchni\u0105 \u015bcian, pod\u0142\u00f3g, maszyn i urz\u0105dze\u0144, a tak\u017ce system\u00f3w kanalizacyjnych i wentylacyjnych w zak\u0142adach produkcji \u017cywno\u015bci, d\u0105\u017c\u0105 do trwa\u0142ego po\u0142\u0105czenia si\u0119 z nimi, poniewa\u017c stan taki umo\u017cliwia im skuteczne konkurowanie o substancje od\u017cywcze oraz os\u0142abia niekorzystne oddzia\u0142ywanie czynnik\u00f3w \u015brodowiskowych.<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Biofilmy z natury mog\u0105 by\u0107 strukturami o mikrobiocie homogennej (jednogatunkowej), lub heterogennej (wielogatunkowej). Biofilmy wielogatunkowe charakteryzuj\u0105 si\u0119 swoist\u0105 organizacj\u0105 struktury i jest ona procesem wielostopniowym, w kt\u00f3rym rozr\u00f3\u017cnia si\u0119 dwa fundamentalne stadia – adhezj\u0119 odwracaln\u0105 i adhezj\u0119 nieodwracaln\u0105. W pocz\u0105tkowej fazie, wskutek dzia\u0142ania si\u0142 hydrodynamicznych, termodynamicznych czy si\u0142 van der Waalsa, kom\u00f3rki planktonowe przemieszczaj\u0105 si\u0119 w stron\u0119 powierzchni. Poniewa\u017c ich kontakt oraz odleg\u0142o\u015b\u0107 od zasiedlanej powierzchni s\u0105 wzgl\u0119dnie ograniczone, zjawisko to okre\u015bla si\u0119 mianem adhezji odwracalnej. Na tym etapie kom\u00f3rki bakterii mog\u0105 zosta\u0107 usuni\u0119te z powierzchni przy u\u017cyciu metod chemicznych i fizycznych np. mycie i p\u0142ukanie powierzchni. Gdy w \u015brodowisku panuj\u0105 sprzyjaj\u0105ce warunki, a odleg\u0142o\u015b\u0107 mi\u0119dzy kom\u00f3rkami a pod\u0142o\u017cem jest mniejsza ni\u017c 1,5nm, dochodzi do adhezji nieodwracalnej na skutek powstania wi\u0105za\u0144 wodorowych, jonowych, kowalencyjnych, czy oddzia\u0142ywa\u0144 typu dipol-dipol. W przypadku gdy, skupiska zaadherowanych kom\u00f3rek nie zostan\u0105 wkr\u00f3tkim czasie usuni\u0119te mechanicznie, nast\u0119puje ich stabilizacja, poprzedzona wzmo\u017con\u0105 produkcj\u0105 zewn\u0105trzkom\u00f3rkowych zwi\u0105zk\u00f3w polimerowych EPS (Exopolymeric Substances), w tym polisacharyd\u00f3w, bia\u0142ek, fosfolipid\u00f3w i kwas nukleinowych. Wytworzona wok\u00f3\u0142 skupiska bakterii macierz EPS stanowi zar\u00f3wno idealne pod\u0142o\u017ce do adhezji kolejnych drobnoustroj\u00f3w, jak r\u00f3wnie\u017c podstaw\u0119 tworzenia struktury mikrokolonii i biofilmu. Wskutek namna\u017cania drobnoustroj\u00f3w tworz\u0105 si\u0119 kolejne warstwy biofilmu, przy czym liczebno\u015b\u0107 kom\u00f3rek rozpoznawana jest na drodze quorum sensing QS. Jest to zjawisko chemiczne polegaj\u0105ce na wytwarzaniu i odbieraniu przez kom\u00f3rki cz\u0105steczek sygna\u0142owych swobodnie dyfunduj\u0105cych pomi\u0119dzy kom\u00f3rkami. Przy wysokim stopniu zag\u0119szczenia kom\u00f3rek nast\u0119puje ich r\u00f3\u017cnicowania. W g\u0142\u0119bszych warstwach biofilmu, kom\u00f3rki przechodz\u0105 w stan swoistego u\u015bpienia, podczas gdy kom\u00f3rki obecne w zewn\u0119trznych warstwach biofilmu pozostaj\u0105 aktywne metabiologicznie.
Jest wiele czynnik\u00f3w wp\u0142ywaj\u0105cych na tworzenie biofilmu. Jednym z nich, szczeg\u00f3lnie w warunkach przemys\u0142owych jest ruch p\u0142yn\u00f3w. Bakterie wykazuj\u0105 zdolno\u015b\u0107 adhezji do powierzchni urz\u0105dze\u0144 gdy zachodzi zar\u00f3wno statyczny (laminarny), jak i dynamiczny (turbulentny) przep\u0142yw cieczy. W przypadku przep\u0142yw\u00f3w laminarnych, gdzie si\u0142y \u015bcinaj\u0105ce s\u0105 stosunkowo niewielkie, obserwuje si\u0119 tworzenie b\u0142on biologicznych o r\u00f3\u017cnych typach budowy. W \u015brodowiskach o silnych si\u0142ach \u015bcinaj\u0105cych utworzone biofilmy charakteryzuj\u0105 si\u0119 g\u0142adk\u0105 otoczk\u0105 zewn\u0119trzn\u0105, wyd\u0142u\u017con\u0105 paskow\u0105 struktur\u0105 oraz \u015bci\u015blejszym upakowaniem kom\u00f3rek w matrycy EPS.<\/p>\n\n\n\n

Stopie\u0144 oraz szybko\u015b\u0107 zasiedlania powierzchni przez drobnoustroje w du\u017cej mierze zale\u017cy od jej struktury. W instalacjach technologicznych przemys\u0142u spo\u017cywczego stosuje si\u0119 przede wszystkim materia\u0142y wykonane ze stali nierdzewnej, jednak\u017ce regularne procesy mycia i dezynfekcji \u015brodkami chemicznymi mog\u0105 powodowa\u0107 korozj\u0119 materia\u0142\u00f3w a tym samym zwi\u0119ksza\u0107 porowato\u015b\u0107 powierzchni. Bardzo du\u017cym zagro\u017ceniem jest tworzenie si\u0119 mikrop\u0119kni\u0119\u0107, kt\u00f3re s\u0105 idealnym miejscem do zasiedlania si\u0119 bakterii. Sprawia to, \u017ce drobnoustroje w pierwszej kolejno\u015bci zasiedlaj\u0105 miejsca o chropowatej lub uszkodzonej powierzchni, oraz miejsca trudno dost\u0119pne do proces\u00f3w higienizacji.
Istotnym czynnikiem wp\u0142ywaj\u0105cym na tworzenie b\u0142on biologicznych s\u0105 interakcje hydrofobowo-hydrofilowe. Drobnoustroje szybciej kolonizuj\u0105 powierzchnie hydrofobowe (np. plastik) ni\u017c hydrofilowe (np. szk\u0142o, stal nierdzewna), oraz \u017ce zdolno\u015b\u0107 adhezji maleje wraz ze zmniejszaniem si\u0119 stopnia w\u0142a\u015bciwo\u015bci hydrofobowych kom\u00f3rek bakterii. Niemniej jednak, mo\u017cna zauwa\u017cy\u0107, i\u017c nie zawsze obserwuje si\u0119 jednoznaczn\u0105 zale\u017cno\u015b\u0107 pomi\u0119dzy adhezj\u0105 mikroorganizm\u00f3w a hydrofobowo\u015bci\u0105.<\/p>\n\n\n\n

Wyst\u0119powanie biofilm\u00f3w bakteryjnych jest szczeg\u00f3lnie niekorzystne w produkcji \u017cywno\u015bci. Biofilmy stanowi\u0105 \u017ar\u00f3d\u0142a kom\u00f3rek bakterii w liniach technologicznych, kt\u00f3re mog\u0105 by\u0107 przenoszone na kolejne etapy produkcji. Obecno\u015b\u0107 wielu mikroorganizm\u00f3w, szczeg\u00f3lnie drobnoustroj\u00f3w chorobotw\u00f3rczych lub potencjalnie chorobotw\u00f3rczych, w ko\u0144cowych produktach jest niepo\u017c\u0105dana, ze wzgl\u0119du na zagro\u017cenie zdrowia i \u017cycia konsument\u00f3w oraz znacz\u0105ce straty ekonomiczne. Biofilmy wyst\u0119puj\u0105 we wszystkich ga\u0142\u0119ziach przemys\u0142u spo\u017cywczego. Rodzaj mikroorganizm\u00f3w wchodz\u0105cych w sk\u0142ad biofilm\u00f3w zale\u017cy w du\u017cej mierze od sk\u0142adu jako\u015bciowego i ilo\u015bciowego mikroorganizm\u00f3w wnoszonych z surowcem, dost\u0119pno\u015bci sk\u0142adnik\u00f3w od\u017cywczych, skuteczno\u015bci proces\u00f3w mycia, zanieczyszcze\u0144 krzy\u017cowych czy czynnik\u00f3w \u015brodowiskowych.<\/p>\n\n\n\n

W przemy\u015ble przetw\u00f3rstwa mi\u0119snego w sk\u0142ad biofilm\u00f3w wchodz\u0105 bakterie Listeria monocytogenes, Pseudomonas spp., Acinetobacter spp., Lactobacillus spp., Leuconostac spp., Escherichia coli, Moraxella spp., Brochotrix thermophacta, Yersinia enterocolitica, Staphylococcus aureus, za\u015b w zak\u0142adach przetwarzaj\u0105cych dr\u00f3b, dodatkowo obserwuje si\u0119 tworzenie biofilm\u00f3w przez Salmonella spp., Listeria monocytogenes, Campylobacter spp.
Ze wzgl\u0119du na swoje specyficzne w\u0142a\u015bciwo\u015bci, dojrza\u0142e biofilmy s\u0105 bardzo trudne do usuni\u0119cia. W pocz\u0105tkowym stadium tworzenia biofilmu. Kolonizacji powierzchni bez wytworzenia otoczki EPS, usuniecie mikroorganizm\u00f3w jest mo\u017cliwe przy u\u017cyciu zwyk\u0142ych, rutynowych dzia\u0142a\u0144 mechanicznych jak p\u0142ukanie, mycie powierzchni czy dzia\u0142anie temperatury. Gdy dochodzi do adhezji nieodwracalnej i utworzenia mikrokolonii, standardowe procedury mycia nie s\u0105 wystarczaj\u0105ce. Ponadto, co jest bardzo istotne, mechaniczne usuwanie dojrza\u0142ych biofilm\u00f3w, mo\u017ce przyczyni\u0107 si\u0119 do tworzenia bioaerozoli i rozprzestrzeniania si\u0119 kom\u00f3rek w inne rejony powierzchni u\u017cytkowych. Z tego wzgl\u0119du, fizycznym metodom usuwania biofilm\u00f3w powinny towarzyszy\u0107 procesy chemiczne poprzez regularn\u0105 aplikacj\u0119 \u015brodk\u00f3w dezynfekuj\u0105cych. Warto r\u00f3wnie\u017c zaznaczy\u0107, \u017ce efektywno\u015b\u0107 dezynfekant\u00f3w jest uwarunkowana mi\u0119dzy innymi czasem ekspozycji, warto\u015bci\u0105 pH, temperatur\u0105 otoczenia, czy obecno\u015bci\u0105 pozosta\u0142o\u015bci organicznych na powierzchniach technologicznych. Ponadto, kom\u00f3rki otoczone warstw\u0105 zewn\u0105trzkom\u00f3rkowych zwi\u0105zk\u00f3w polimerowych wykazuj\u0105 w\u0142a\u015bciwo\u015bci odmienne ni\u017c kom\u00f3rki planktonowe. Na skutek inaktywacji okre\u015blonych szlak\u00f3w metabolicznych jak r\u00f3wnie\u017c obecno\u015bci matrycy EPS, kt\u00f3ra jest cz\u0119\u015bciowo przepuszczalna dla substancji chemicznych, kom\u00f3rki w biofilmie pozostaj\u0105 bardzo oporne na dzia\u0142anie \u015brodk\u00f3w dezynfekcyjnych ni\u017c formy planktonowe.<\/p>\n\n\n\n

Biofilm jest bardzo fascynuj\u0105cym tworem, jednak jego nieunikniona obecno\u015b\u0107 jest bardzo problematyczna. Po pierwsze detekcja skupisk jest nie lada wyzwaniem, nast\u0119pnie jego skuteczne usuni\u0119cie i zabicie niepo\u017c\u0105danych bakterii wymaga ju\u017c specjalistycznej wiedzy. Do substancji najcz\u0119\u015bciej u\u017cywanych w procesach dezynfekcji linii technologicznych w przemy\u015ble spo\u017cywczym zalicza si\u0119 \u015brodki utleniaj\u0105ce (zwi\u0105zki chlorowe, nadtlenek wodoru, ozon, kwas nadoctowy), \u015brodki powierzchniowo czynne, jodofory czy surfaktanty. Coraz wi\u0119ksz\u0105 popularno\u015bci\u0105 ciesz\u0105 si\u0119 metody maj\u0105ce na celu zak\u0142\u00f3cenie struktury matrycy zewn\u0105trzkom\u00f3rkowych zwi\u0105zk\u00f3w polimerowych jak na przyk\u0142ad promieniowanie ultrafioletowe, oscylacyjne pole elektromagnetyczne, pulsacyjne pole elektromagnetyczne, ultrad\u017awi\u0119ki czy zastosowanie zimnej plazmy.<\/p>\n\n\n\n

mgr in\u017c. Micha\u0142 Zieli\u0144ski<\/strong><\/em>
Ekspert ds. bezpiecze\u0144stwa \u017cywno\u015bci<\/strong><\/em><\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Drobnoustroje wchodz\u0105ce w kontakt z powierzchni\u0105 \u015bcian, pod\u0142\u00f3g, maszyn i urz\u0105dze\u0144, a tak\u017ce system\u00f3w kanalizacyjnych i wentylacyjnych w zak\u0142adach produkcji \u017cywno\u015bci, d\u0105\u017c\u0105 do trwa\u0142ego po\u0142\u0105czenia si\u0119 z nimi, poniewa\u017c stan taki umo\u017cliwia im skuteczne konkurowanie o substancje od\u017cywcze oraz os\u0142abia niekorzystne oddzia\u0142ywanie czynnik\u00f3w \u015brodowiskowych. Biofilmy z natury mog\u0105 by\u0107 strukturami o mikrobiocie homogennej (jednogatunkowej), lub heterogennej […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":5467,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_eb_attr":"","footnotes":""},"categories":[32,125],"tags":[318],"class_list":["post-5466","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-aktualnosci","category-food-safety","tag-biofilm"],"blocksy_meta":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/foodplace.pl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/5466","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/foodplace.pl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/foodplace.pl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/foodplace.pl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/foodplace.pl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=5466"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/foodplace.pl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/5466\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":5468,"href":"https:\/\/foodplace.pl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/5466\/revisions\/5468"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/foodplace.pl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media\/5467"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/foodplace.pl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=5466"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/foodplace.pl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=5466"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/foodplace.pl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=5466"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}