Achtergrond

Vlamingen zoeken nieuwe oplossingen voor een hardnekking probleem


Ontrafeling van de biofilm

Redactie | donderdag 10 oktober 2019
Microbiologie, (Agri)food, Analyse & Labtechnologie

Een sluipmoordenaar, zo wordt de biofilm met recht genoemd. Deze bacterie­pakketjes hechten zich aan oppervlakken in productielijnen, zijn moeilijk op te sporen en kunnen een gangbaar reinigingsproces weerstaan. Vlaamse onder­zoekers speuren naar oplossingen.

Zelfs als je weet dat je een probleem hebt, is het lastig om een biofilm op te sporen. Met het blote oog is deze vervuiling vaak niet te zien, en zogenoemde ATP-tests detecteren het probleem pas wanneer een biofilm voldoende is gegroeid en er bacteriën uit vrijkomen. ‘Bedrijven weten vaak niet goed op welke plekken in hun productieomgeving biofilms ontstaan’, zegt onderzoeker Koen De Reu van het Belgische Instituut voor Landbouw- Visserij- en Voedingsonderzoek (ILVO). ‘Ze weten ongeveer waar de pijnpunten zitten, maar vaak brengen ze het niet duidelijk in kaart. Dan is het moeilijk de oorzaak van een verontreiniging te vinden en de juiste aanpak voor verwijdering toe te passen.’

Matrix

Een biofilm is een laagje bacteriën die zich met een extracellulaire matrix van uitgescheiden polymeren aan een oppervlak hebben gehecht. Daarin kunnen ze zich onverhinderd vermenigvuldigen zonder dat ze gedetecteerd worden. Soms gaat het jaren goed, tot het zaakje knapt en de bacteriën vrijkomen. In een productieproces van bijvoorbeeld voeding is dat een zeer onwenselijke situatie. De matrix beschermt de bacteriën tegen veel bestrijdings- en reinigingsmiddelen, waardoor verwijderen lastig is.

Er zijn detectiemethoden beschikbaar die de aanwezigheid van een biofilm kunnen aantonen. Meestal gaat het om een reactievloeistof die verkleurt bij de aanwezigheid van bepaalde componenten van de extracellulaire matrix. Meer heb je niet nodig, beweren de fabrikanten van deze tests vaak. De Reu is het daar niet mee eens. ‘Die technieken kunnen vervuiling aantonen, maar dan weet je nog niet zeker of je met een biofilmprobleem zit. De tests detecteren geen bacteriën maar eiwitten of suikers. Dat zou ook gewoon een achtergebleven verontreiniging kunnen zijn. Ook met ATP metingen heb je informatie tekort. De methode geeft een indicatie van het aantal levende cellen (zowel microbiële als plantaardige en dierlijke cellen) die aanwezig zijn op een oppervlak en dus niet enkel van bacteriën.’

‘Desinfectie doodt alleen bacteriën die niet meer in een biofilm zitten’

Met beschikbare tests vind je dus óf de levende cellen, óf de chemische componenten van een biofilm. Om zeker te weten dat je met een biofilm te maken hebt, moet je beide aspecten kunnen detecteren. De oplossing van ILVO: grondig schrapen en sponzen op verdachte oppervlakken en de resulterende monsters zowel microbiologisch als chemisch analyseren. De Reu begrijpt dat zulke methodes voor de meeste ondernemers buiten bereik liggen. ‘Dit zijn dure en tijdrovende analyses. Bovendien kan het ingrijpend zijn als de omgeving er niet voor is ingericht. De eigenaren van de levensmiddelenbedrijven waar we ons onderzoek uitvoerden, raakten behoorlijk bezorgd toen we allerlei leidingen en machines wilden loshalen of demonteren. Zulke zaken zijn moeilijk terug te plaatsen, en het kost natuurlijk productietijd.’

Bederfpotentieel

Toch kan zo’n grondige analyse het verschil maken bij het bestrijden van biofilms. Tijdens hun tests namen de onderzoekers van ILVO monsters bij acht verschillende levensmiddelenbedrijven, steeds na gangbare reiniging van de productieomgeving waar contact is met het levensmiddel of ­ingrediënten. Vervolgens brachten de onderzoekers de hoeveelheid en de soorten bacteriën in kaart, evenals hun bederf­potentieel, hun vermogen om biofilms te vormen en de chemische samenstelling van de extracellulaire matrix. Met die informatie konden ze ieder bedrijf advies geven over de beste reinigingsmethoden.

De Reu: ‘Het is niet altijd noodzakelijk om te weten met welk organisme je precies te maken hebt, maar in bepaalde gevallen kan het nuttig zijn. Als je bijvoorbeeld met een sporenvormer te maken hebt, moet je de desinfectie daar op aanpassen. Ook gramnegatieve bacteriën zijn moeilijker te elimineren.’
De onderzoekers testten verschillende reinigings- en desinfectiemiddelen op hun vermogen biofilms te verwijderen, en daaruit bleek duidelijk het belang van goede reiniging. ‘Goed reinigen is essentieel, want desinfectie doodt alleen bacteriën die niet meer in een biofilm zitten. Als je niet goed gereinigd hebt, is desinfecteren nutteloos. Vaak krijgen bedrijven problemen omdat ze niet goed reinigen, er niet genoeg tijd in steken of het niet met de juiste regelmaat doen. Dan kunnen biofilms snel teruggroeien en hardnekkig worden.’

‘Een vergelijking: als je goede grasmatten hebt, heeft onkruid het daar erg moeilijk’

In een persbericht over het onderzoek opperde het ILVO dat verder onderzoek een volledig nieuwe manier om biofilms te bestrijden zou kunnen opleveren. Door zelf onschadelijke biofilmvormers in te brengen, zouden schadelijke bacteriën geen kans krijgen. Zitten productielijnen in de toekomst helemaal vol met vriendelijke biofilms? De Reu: ‘Ik durf niet te zeggen dat dit een oplossing is, zeker niet voor levensmiddelenbedrijven. We focussen ons onderzoek momenteel op drinkwaterleidingen bij vleeskuilen. We kwamen hier toevallig achter toen we een waterleiding bezetten met een onschadelijke Pseudo­monas en daarna Salmonella in het water lieten passeren. We dachten dat de Salmonellabacterie hier voordeel uit zou halen en zich gemakkelijk in de Pseudo­monas-biofilm zou vastzetten, maar dat bleek niet zo te zijn. Pseudomonas neemt een bepaalde niche in waardoor Salmonella zich moeilijker kon aanhechten. Ik vergelijk het met gras en onkruid. Als je goede grasmatten hebt, heeft onkruid het daar erg moeilijk.’

De Reu heeft zo zijn twijfels over de inzetbaarheid van dit fenomeen. ‘Vanuit mijn ervaring met ander onderzoek naar pro­biotisch reinigen denk ik niet dat dit alles gaat oplossen. De praktijk is uiterst complex en het is de vraag of het ooit betrouwbaar genoeg kan zijn om goed reinigen en desinfecteren te vervangen. Dat werkt nog altijd het beste.’

Schoon staal

Met het onderzoek bij verschillende voedingsmiddelenfabrieken heeft het ILVO flink wat kennis opgedaan over de problemen waar bedrijven mee worstelen. Maar de zoektocht gaat door, want de onderzoekers willen met concrete, praktische innovaties komen om biofilms te bestrijden. Zo is De Reu betrokken bij het CLEANSURFACE-project, dat innovaties ontwikkelt om de aanhechting van verontreinigingen op rvs-oppervlakken te beperken. ‘We zijn volop bezig met coatings op rvs, bijvoorbeeld in de sproei­toren, om te kijken of er zo minder poeder op aanhecht en of het gemakkelijker te reinigen is. Ook kijken we naar
eventuele fysische behandeling van het staal. De eerste resultaten zijn alvast veelbelovend.’ Het project loopt vooralsnog tot de zomer van 2019.

Ontvang de nieuwsbrief

Meld je aan voor de nieuwsbrief en blijf op de hoogte van het laatste nieuws van C2W.

Meld je nu aan!

C2W Social Media

Logo Twitter

Logo Linkedin

Wordt abonnee/lid

Logo KNCV

Sluit nu een abonnement af of word lid van de KNCV en ontvang elke week het laatste nieuws, digitaal of op papier. 

Sluit nu een abonnement af!