Control, Seguimiento y Validación de Procesos de Lavado Químico y Sanitización de Frutas

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Los empleados de procesamiento de alimentos, desde los trabajadores de producción hasta la gerencia, toman decisiones críticas sobre seguridad alimentaria todos los días. El objetivo final es proporcionar productos seguros y fiables que satisfagan la demanda de los consumidores. En un mundo cada vez más automatizado, capacitar a los empleados para que tomen decisiones basadas en datos en tiempo real es uno de los factores más importantes para garantizar la seguridad y la productividad. La mejora continua y el aprendizaje deben integrarse en el desarrollo del proceso.

Ya sea estableciendo nuevos procesos o mejorando los existentes, los marcos claros y fácilmente disponibles ayudan a los empleados a comprender la criticidad dinámica de los puntos de control de procesos. Hay información limitada sobre el establecimiento de estos sistemas, con gran parte de la base de conocimiento existente en los secretos comerciales. Si el objetivo final es la inocuidad alimentaria total, entonces es primordial establecer estándares de la industria que estén claramente articulados y ampliamente accesibles.

Tomemos el ejemplo del uso del agua para la limpieza de productos. Existe evidencia significativa para apoyar el lavado y desinfección de frutas, desde manzanas hasta uvas y frambuesas. Al mismo tiempo, el agua es extremadamente eficaz en la transmisión de contaminantes a frutas y verduras, y se ha relacionado con una serie de brotes de patógenos. Por lo tanto, el agua de lavado en sí misma puede representar un peligro significativo. Dado que los diferentes alimentos requieren métodos de lavado significativamente diferentes, se deben considerar cuidadosamente las pautas del diseño del sistema y del proceso de saneamiento. En un esfuerzo por avanzar hacia estándares industriales claros y compartidos, este artículo detalla las metodologías para la aplicación de desinfectantes y agua de lavado en las instalaciones de procesamiento de alimentos.

Antes de saltar al diseño y la aplicación, es bueno comenzar por observar los estándares y regulaciones relevantes. En el ámbito del uso agrícola y de procesamiento de agua, entran en juego las pautas de la Agencia de Protección Ambiental (EPA) y la Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA). Bajo la Ley de Modernización de la Seguridad Alimentaria (FSMA), la FDA ha emitido regulaciones sobre la seguridad de los productos. A continuación se muestran extractos de las dos secciones pertinentes.

Conocida como "La regla de productos agrícolas", la primera sección son las Normas para el cultivo, la cosecha, el empaque y la conservación de productos agrícolas para el consumo humano.1 Esto se aplica a los productos agrícolas crudos (RAC, por sus siglas en inglés) destinados al consumo directo.

Conocida como la "Regla de controles preventivos", la segunda sección es Buenas prácticas de fabricación actuales, análisis de peligros y controles preventivos basados ​​en riesgos para alimentos para humanos.2 Esta sección describe las pautas para productos procesados ​​de otra manera. La regla de controles preventivos se aplica a las instalaciones pero no a las granjas. Los controles preventivos deben basarse en información científica y técnica y deben validarse sistemáticamente para determinar su eficacia.

Para adherirse a la Regla de Controles Preventivos, es importante establecer sistemas efectivos y validados. Hemos hecho esto en mi organización y lo comparto aquí con el espíritu de iniciar una conversación pública para mejorar los sistemas en las instalaciones de producción de alimentos. Los pasos generales son los siguientes:

Muchas regulaciones abordan los tipos y concentraciones de desinfectantes. Diferentes agencias reguladoras rigen el uso de desinfectantes según la etapa del proceso y qué desinfectantes se utilizan. La Figura 1 ilustra qué agencias son responsables de regular el saneamiento en diferentes etapas. Es más fácil y simple, desde el punto de vista de la regulación, lavar y aplicar mientras el producto aún es un RAC. Siempre que las concentraciones de desinfectante se mantengan dentro de un cierto rango, se puede suponer que los desinfectantes no cuentan como ingrediente cuando se usan antes de que el producto se procese por completo.

El propósito principal de los desinfectantes en el agua de lavado es prevenir la contaminación cruzada. El agua es extremadamente eficaz para propagar la contaminación entre los productos. Los productos frescos suelen ser la mayor fuente de brotes de enfermedades transmitidas por los alimentos, a menudo a través de patógenos como Escherichia coli, Listeria monocytogenes y Salmonella. Sin embargo, existe una tendencia creciente de que los brotes se atribuyan a frutas procesadas. La prevención de patógenos a nivel de granja y transporte solo llega hasta cierto punto debido a la naturaleza abierta de la agricultura. Es importante tener en cuenta la eliminación de peligros en el sitio de procesamiento de alimentos al desarrollar un plan multisistema de control de contaminantes. Aunque puede parecer contrario a la intuición, el lavado debe verse como un punto de alto riesgo de posible contaminación. Hay numerosas opciones nuevas disponibles que permiten higienizar sin lavar; sin embargo, dado que muchas instalaciones todavía lavan productos agrícolas, este artículo se centrará en los métodos para controlar mejor los patógenos dentro de un entorno de agua de lavado.

Un número limitado de estudios científicos abordan específicamente la desinfección del agua de lavado. La evidencia relacionada disponible se compila aquí a partir de múltiples subfuentes para crear pautas generales. Cuatro tipos químicos son el foco de la mayoría de las investigaciones: cloro en forma de hipoclorito de calcio o sodio (Cl), ácido peracético (PAA), dióxido de cloro (ClO2) y ozono (O3).

El cloro se usa comúnmente como desinfectante de agua de lavado en la industria de procesamiento debido a su bajo costo, amplia disponibilidad y eficacia comprobada. Actúa causando daño oxidativo a las paredes celulares e interrumpiendo las enzimas clave necesarias para el crecimiento de patógenos, y no tiene un efecto esterilizante residual después de la aplicación. Sin embargo, se han planteado preocupaciones apropiadas sobre los subproductos de desinfección nocivos (DBP, por sus siglas en inglés) que se producen en las subreacciones cuando el cloro interactúa con la materia orgánica. Estas subreacciones dan como resultado concentraciones significativamente más bajas después de un tiempo de exposición relativamente corto. En un sistema de alto flujo con alta carga de materia orgánica, sería necesario dosificar una gran cantidad de cloro para mantener el potencial de desinfección y producirá una cantidad significativa de DBP. Existe un potencial cancerígeno en estos subproductos, lo que llevó a la EPA a establecer pautas de límites para varios DBP, incluidos los trihalometanos (THM) y los ácidos haloacéticos (HAA). Dados los peligros potenciales del cloro con la materia orgánica, también se deben examinar otras opciones.

Hay un apoyo creciente para el ácido peracético (PAA) por múltiples razones. En primer lugar, produce muchos menos subproductos nocivos que el cloro y se descompone más lentamente cuando se expone a la materia orgánica. El mecanismo de acción del PAA es la oxidación, y la eficacia desinfectante del ácido peracético es en gran medida independiente del pH. Además, PAA continúa esterilizando durante horas después de la aplicación, incluso cuando está congelado. Estas son claras ventajas en eficiencia y salubridad, en comparación con la cloración. Han surgido otras tecnologías más nuevas que también deben tenerse en cuenta.

El plasma frío no químico es una tecnología nueva y altamente efectiva que utiliza gas de plasma reactivo y energético a una temperatura relativamente baja para desactivar una amplia gama de patógenos. Actualmente, sin embargo, el proceso es complejo y costoso, y no elimina otros tipos de contaminantes. Además, el impacto sobre el sabor y los nutrientes de los alimentos no se ha estudiado tan a fondo hasta la fecha como con otros métodos.

Otros enfoques notables para la desinfección incluyen la esterilización ultravioleta (UV) y el ozono. También se debe considerar el tiempo de contacto entre el producto y el desinfectante. Para el agua de lavado con base química, se recomienda un mínimo de alrededor de 20 segundos de tiempo de exposición para la mayoría de las aplicaciones. Se pueden integrar múltiples métodos para lograr una esterilización de amplio espectro más efectiva (Tabla 1).

Si el sistema de lavado se considera como un punto de control con la necesidad de altos niveles de eficacia medible, se deben establecer métricas cuantitativas. Las directrices3 fueron publicadas por Gombas et al. en 2017 en el Journal of Food Protection para validar el control de la contaminación cruzada durante el lavado de hortalizas de hoja recién cortadas. Reconociendo que las frutas son su propia categoría con problemas separados que se caracterizan por la falta de investigación disponible, el lavado de frutas frescas es un buen punto de partida para explorar.

Gombas et al.3 describen tres opciones para la validación de hortalizas frescas:

Todas estas son buenas formas de validar la eficacia. En un escenario ideal, se utilizarían los tres métodos de validación. Aquí, nos centraremos en los métodos dos y tres. Para la validación de la concentración de desinfectante, se pueden emplear varias subcategorías de métodos de prueba:

Independientemente de la prueba de desinfectante y el método de aplicación utilizado, las pruebas de peligro deben realizarse de forma regular, como al comienzo de cada turno. El método más completo es probar en la línea de producción antes del lavado, en el agua de lavado y después del lavado. Esto puede y debe hacerse en el estudio inicial para determinar los niveles de desinfectante y el tiempo de contacto necesario con la fruta. Por lo general, las pruebas periódicas posteriores al lavado serían suficientes para demostrar que los niveles microbianos están siendo controlados, siempre que los sistemas de dosificación y control de nivel funcionen correctamente y sean consistentes. Sin embargo, cualquier desviación en el sistema de lavado debe documentarse minuciosamente y volver a probarse para garantizar que los niveles vuelvan a la normalidad antes de que continúe la producción. Si esto sucede, se debe realizar, documentar e incorporar un análisis de fallas en el programa de mantenimiento para evitar más problemas.

La distinción entre validación y verificación también es importante. La validación se enfoca en determinar si las medidas de control implementadas son efectivas. La verificación es el proceso de garantizar que la validación se lleva a cabo de acuerdo con el plan de control de peligros y proporciona resultados utilizables.

Si bien es fácil de implementar, usar un método de respuesta simple de parar o seguir para niveles elevados de contaminación es demasiado simplista y no ayuda a crear una cultura de prevención. La validación debe centrarse en impulsar la mejora del proceso y el control, en lugar de solo generar datos sin procesar.

También se debe considerar cuidadosamente qué métodos de prueba se seleccionan e implementan. Los métodos de prueba son el único conducto para una validación adecuada. Sin una validación adecuada, hay poco que sugiera que un plan determinado sea efectivo para reducir y controlar los peligros. Las pautas de prueba no solo deben ser claras, sino también significativas en su enfoque para proporcionar datos procesables y fáciles de entender. La capacitación del personal de control de calidad es clave para garantizar que los peligros sean reconocidos y comprendidos. Las áreas problemáticas comunes se pueden identificar de manera más rápida y precisa si el personal sabe qué buscar y por qué. Con esta mayor observación y conocimiento, el personal puede comunicarse de manera más concreta con los supervisores, quienes luego pueden desarrollar procedimientos más efectivos para controlar los peligros identificados. También puede beneficiar a los procesadores pensar fuera del alcance de un programa HACCP para incluir el análisis de todo el sistema. A menudo, no hay datos suficientes para determinar verdaderamente la probabilidad y el peligro directo de un peligro. Más a menudo, existe un vago concepto de resultados "malos" o "buenos". El análisis continuo de sistemas consistentes es la forma más efectiva de garantizar que el agua de lavado en sí misma no se convierta en un peligro. Por ejemplo, sabemos que mantener la temperatura de los alimentos puede prevenir el crecimiento de patógenos y no necesitamos probar cada producto.

Swanson y Anderson4 ofrecen información útil sobre la importancia de las pruebas durante el proceso. En su artículo de 2000 en el Journal of Food Protection, explicaron que las pruebas durante el proceso "ofrecen más información que las pruebas de productos terminados", pero señalan que "las pruebas de aceptación basadas en atributos están plagadas de problemas de muestreo".4 Continúan describiendo algunos de los grandes riesgos relacionados con el muestreo:

Aumentar el número de muestras puede reducir la probabilidad de aceptar un lote defectuoso, pero no puede eliminarlo por completo. Por ejemplo, si el 10 por ciento de las unidades de muestra en un lote contienen el peligro, el lote se aceptará seis de diez veces cuando se analicen cinco muestras para detectar el peligro. Si se analizan 30 muestras, se aceptará aproximadamente cinco de cada 100 veces y menos de una de cada 100 veces si se analizan 60 muestras. Tener Salmonella en el 1 por ciento de un producto listo para comer es obviamente inaceptable.4

Dado que sabemos que el agua es excelente para transmitir contaminación, ahora vemos que es fundamental identificar y eliminar los peligros específicos en los sistemas de lavado por adelantado (Figura 2).

Dados todos los peligros potenciales y las dificultades inherentes a las pruebas, se deben asegurar tantas partes del sistema como sea posible. La concentración de desinfectante y el tiempo de exposición son componentes críticos que se pueden controlar una vez que se identifican. La dosificación y el mantenimiento de una concentración aceptable de desinfectante y el tiempo de exposición también pueden ser las partes más difíciles de realizar correctamente en la sistematización del lavado. Con cargas orgánicas que cambian dinámicamente y un alto rendimiento, se necesita un control químico cuidadoso. Un recurso histórico ha sido bombardear el agua con altas dosis y hacer un enjuague posterior; este es un método anticuado con menos consistencia y mayor potencial de subproductos dañinos que la dosificación medida y el control del tiempo de aplicación.

Existen muchos sensores comercialmente disponibles para monitorear la concentración de desinfectante, y son bastante asequibles. También hay disponibles varios métodos para el lavado real, desde sistemas de canales hasta tanques de flotación y simples barras rociadoras. El método de aplicación más efectivo es la inmersión total del producto con agitación en agua. Con este método, la alta exposición general a los agentes desinfectantes y los largos tiempos de contacto mejoran las posibilidades de una desinfección exitosa. Este método también brinda la mayor posibilidad de contaminación cruzada si no se han alcanzado las concentraciones de desinfectante, ya que el agua puede llevar la contaminación entre los productos.

En este artículo, nos centraremos en los sistemas de dosificación y en el mantenimiento de la concentración de desinfectante, ya que son fundamentales para prevenir peligros. Hay tres diseños de sistemas de dosificación comunes (Figura 3):

Dados todos los peligros potenciales en el lavado de frutas y las complejidades de los diferentes enfoques para mediar o mitigar estos peligros, queda claro que establecer un sistema de agua de lavado seguro y controlado por peligros puede llevar mucho tiempo y requerir una inversión tanto en las operaciones como en la calidad. lado del procesamiento. Para establecer un sistema de agua de lavado controlado por peligros, es fundamental conocer el alcance de los peligros objetivo. El proceso para hacerlo se puede resumir en cuatro pasos:

Un sistema es tan fuerte como su eslabón más débil. Después de que todo el sistema esté diseñado y listo para implementarse, cree un programa de capacitación para educar a los empleados sobre la identificación y comunicación de peligros. Todos los que trabajan en una planta de procesamiento deben conocer los peligros potenciales y saber cómo prevenirlos. Con un enfoque de todo el equipo y todo el proceso, podemos cumplir con las regulaciones, minimizar la contaminación de los alimentos y mantener la rentabilidad del negocio.

Un recurso potencial para diseñar sistemas de dosificación de productos químicos de alto flujo es la Asociación Estadounidense de Obras Hidráulicas (AWWA). AWWA ofrece un manual que brinda información detallada sobre el diseño y la operación de sistemas de alimentación de productos químicos para el tratamiento de agua y aguas residuales, incluida la orientación sobre la selección y el tamaño del equipo, el cálculo de las tasas de alimentación y el control de la dosificación de productos químicos.

Además, las asociaciones industriales y las organizaciones comerciales pueden ser una fuente útil de información sobre el diseño de sistemas de dosificación de productos químicos de alto flujo. Por ejemplo, la Asociación Nacional de Distribuidores de Productos Químicos (NACD, por sus siglas en inglés) brinda una variedad de recursos y orientación sobre el manejo y uso seguro de productos químicos en aplicaciones industriales, incluida información sobre dosificación y manejo de productos químicos.

Ren Margolis-DuBowes un profesional de mantenimiento industrial con experiencia en producción de alimentos y un profundo interés en la sistematización, estandarización y automatización.

Ren Margolis-DuBow es un profesional de mantenimiento industrial con experiencia en producción de alimentos y un profundo interés en la sistematización, estandarización y automatización.