Biofilms zijn hardnekkig en moeilijk te verwijderen. Een combinatie van preventieve maatregelen en gepaste reinigingsprotocollen kunnen echter wel helpen om het probleem onder controle te houden.
Het gevaar van een biofilm
Wanneer een groep van micro-organismen samenkoekt op een oppervlak is er sprake van een biofilm. De micro-organismen zijn daarbij gewoonlijk ingebed in een matrix van polymeren (suikers, eiwitten of uronzuren) die ze zelf produceren (extracellular polymeric substance of EPS), waardoor ze erg kleverig zijn en moeilijk te verwijderen van oppervlakken. In een productie-omgeving verhoogt de aanwezigheid van biofilms dan ook de kans op microbiële contaminatie van de levensmiddelen (zie figuur). Maar doordat ze zo hardnekkig zijn, en ook niet altijd visueel waarneembaar zijn, kan een biofilm ook voor een contaminatie zorgen na reiniging vanop een schijnbaar proper oppervlak.
De 5 stages van biofilmvorming grafisch weergegeven: Van initiële en irreversibele aanhechting (links) over maturatie (midden) en dispersie (uiterst rechts). Bron: D. Monroe. "Looking for Chinks in the Armor of Bacterial Biofilms". PLoS Biology 5 (11, e307).
Maar de ene biofilm is de andere niet, zo blijkt. Afhankelijk van het voedingsproduct, de omgeving, de reinigingsprotocollen, de materialen, … kan de samenstelling verschillen. Ook zijn bepaalde micro-organismen, zoals Pseudomonas-soorten meer geneigd om biofilms te vormen dan andere.
In het in 2016 afgelopen project KILLFILM werden biofilms onder de loep genomen, evenals de effectiviteit van verschillende reinigingsproducten en -protocollen en preventieve maatregelen.
Verwijderen van biofilms?
Een goede reiniging, alvorens over te gaan tot de desinfectie, is essentieel voor het verwijderen van een biofilm. De keuze van het desinfectans heeft dan weer wel een belangrijke invloed. Bij Cleaning in Place is een desinfectans op basis van een mengsel van perazijnzuur en waterstofperoxide efficiënter dan een desinfectiemiddel gebaseerd op waterstofperoxide voor de verwijdering van zowel Lactobacillus rhamnosus, als E. coli. Bij het Open Plant Cleaning protocol werd de hoogste biofilmreductie bekomen met chloorhoudende producten voor de reiniging en desinfectie.
Helaas blijven de biofilms nooit lang weg. Bij een heropkweek van 24 uur werd voor alle geteste reinigings- en desinfectieproducten een significante stijging in kiemgetal waargenomen. Een herhaalde reiniging en desinfectie is dus zeer belangrijk.
Combineren van reiniging met preventieve maatregelen
In het KILLFILM project werden ook een antal preventieve maatregelen getest aan de hand van een dynamisch modelsysteem in 2-liter-fermentatoren waarbij een industriële omgeving werd gesimuleerd. Een aantal commerciële (Realco, zie ook in dit filmpje) en niet-commerciële (uit literatuur) componenten, ‘biofilm-inhibitoren’, werden getest op hun effectiviteit en werking. Deze componenten blijken vooral preventief potentieel te hebben. Ze zijn bovendien niet stam-specifiek, waardoor ze kunnen ingezet worden in combinatie met de bestaande reinigings- en desinfectieprotocollen zodat de nieuwe vorming van biofilms kan voorkomen of vertraagd worden. Extra onderzoek is echter noodzakelijk om hun werking in combinatie met de gebruikte reinigings- en desinfectiemiddelen en -protocollen na te gaan. Hoewel reeds kon bevestigd worden dat met behulp van de juiste enzymmengsels een biofilm sterk gereduceerd kon worden waarbij de hergroei beduidend afgeremd wordt. Mogelijk kan de toevoeging van de biofilminhibitoren ook voor een verzwakking van de aanwezige biofilms leiden waardoor deze efficiënter kunnen verwijderd worden.
Maar er zijn nog andere manieren om de vorming van biofilms te gaan voorkomen. Zo kan de keuze en de behandeling van de oppervlakken een grote invloed hebben op het aanhechtingspotentieel van de micro-organismen. Zo kan het gebruik van roestvasten staaloppervlakken behandeld met het SUBLIMOTION-process® interessant zijn bij het investeren in nieuwe productieapparatuur gezien op deze oppervlakken biofilmvormers zich minder goed konden hechten. Ook kunnen bepaalde hydrofobe of ‘superhydrofobe’ coatings aangebracht op een (roestvrij stalen) oppervlak de aanhechting van micro-organismen, en dus de biofilmvorming in zekeren mate voorkomen. In het recent opgestarte project CLEANSURFACE zal dan ook verder worden ingegaan op het biofilmwerend vermogen van dergelijke gecoate oppervlakken.
Bronnen en meer info
Resultaten project KILLFILM - Controle van biofilmvorming in de productieomgeving om een langere shelf life te kunnen garanderen. Voor meer info, details en/of prijs voor aankoop van de resultaten kan je terecht bij de medewerkers van Flanders’ FOOD.
Project CLEANSURFACE - Beïnvloeding van kleefgedrag van RVS door chemische en fysische oppervlaktebehandeling voor preventieve, curatieve behandeling van fouling en biofilms. Voor meer info en/of bij interesse voor deelname kan je terecht bij de medewerkers van Flanders’ FOOD (Contact).
