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XXV Simposio Internacional de Estadística 2015 Armenia, Colombia 5, 6,7 y 8 de Agosto de 2015 EFECTIVIDAD DEL AGUA ELECTROLIZADA NEUTRA COMO DESINFECTANTE PARA ELIMINAR BACTERIAS PATOGENAS EN LA INDUSTRIA AVÍCOLA EFFECTIVENESS OF NEUTRAL ELECTROLYZED WATER AS A DISINFECTANT TO ELIMINATE PATHOGENIC BACTERIA IN THE POULTRY INDUSTRY Melanny Botia Moreno1, a, Beatriz Elena Guerra Sierra1, b, Giampaolo Orlandoni Merli 1, c 1DEPARTAMENTO DE CIENCIAS EXACTAS FÍSICAS Y NATURALES.GRUPO DE INVESTIGACIÓN EN BIOTECNOLOGÍA AGROAMBIENTAL-MICROBIOTA. UNIVERSIDAD DE SANTANDER UDES. BUCARAMANGA, COLOMBIA. RESUMEN En la desinfección del pollo a nivel industrial se utiliza regularmente el cloro, sin embargo las investigaciones tendientes a estudiar y evaluar nuevos desinfectantes son escasas. El surgimiento de grandes plantas industriales de sacrificio y procesos avícolas facilitan la difusión de los microorganismos especialmente de las bacterias enteropatógenas, lo que influye negativamente en la calidad microbiológica final de la carne de pollo, ocasionando grandes pérdidas económicas. Por lo tanto, el objetivo de este trabajo consistió en evaluar la capacidad del agua electrolizada neutra (pH 7,0 - potencial de óxido reducción 979.9 mv), como un nuevo desinfectante inhibidor del crecimiento bacteriano in vitro de Escherichia coli ATCC25922, Salmonella enteritidis ATCC-13076, y Listeria monocytogenes ATCC-19111. En este estudio se comparó su acción bactericida en relación al hipoclorito de sodio (NaClO), para tal fin se utilizaron inicialmente cuatro concentraciones: 65, 70, 75, 80 ppm de cada desinfectante en un tiempo de contacto de 20 min a partir de un inóculo estándar de 10 6 bacterias/ml de cada especie respectivamente. El efecto bactericida de cada uno de los desinfectantes fue evaluado por el método espectrofotométrico a una absorbancia de 620nm. Los resultados mostraron diferencias significativas (p < 0.01), con relación a la acción del desinfectante, el agua electrolizada mostró mayor efecto inhibidor tanto para cada uno de los tres microorganismos evaluados por separado como en cultivo mixto. Los resultados obtenidos in vitro, permiten recomendar el agua electrolizada como un nuevo agente desinfectante económico, seguro y eficaz para la industria avícola. Palabras Clave: agua electrolizada, bacterias enteropatógenas, desinfección, industria avícola, tecnologías limpias. Profesora titular. E-mail. bguerra@udes.edu.co, Estudiante tesista. E-mail. melanny.botia04@gmail.com c Profesor titular. E-mail gi.orlandoni@udes.edu.co a b XXV Simposio Internacional de Estadística 2015 Armenia, Colombia 5, 6,7 y 8 de Agosto de 2015 ABSTRACT Poultry industry used regularly chlorine for disinfection process; however investigations to study and evaluate new disinfectants are scarce. The emergence of large poultry slaughter process, facilitate the spread of microorganisms, particularly enteropathogenic bacteria, which adversely affects the final microbiological quality of chicken meat, causing great economic losses. Therefore, the objective of this work was to evaluate the ability of neutral electrolyzed water, (pH 7.0 and redox potential mv 979.9), as a new disinfectant inhibitor of bacterial growth in vitro: Escherichia coli ATCC-25922, Salmonella enteritidis, ATCC-13076 and Listeria monocytogenes ATCC-19111. In this study the bactericidal action was compared with respect to sodium hypochlorite (NaClO), for this purpose were used initially four concentrations: 65, 70, 75, 80 ppm of each disinfectant in a contact time of 20 minutes, from an inoculum standard 10 6bacteria / ml of each species respectively. The bactericidal effect of each disinfectant was evaluated by the spectrophotometric method at an absorbance of 620nm. The results showed significant differences (p <0.01) in relation to the action of disinfectant electrolyzed water showed much greater inhibitory effect for each of the three microorganisms tested separately and in mixed culture. The results obtained in vitro, allow recommending the electrolyzed water as a new economic, safe and effective disinfectant for the poultry industry. Key words: electrolyzed water, enteropathogenic bacteria, disinfecting poultry industry, clean technology. 1. Introducción La industria avícola ha venido desarrollándose vertiginosamente a nivel mundial, tanto comercialmente como en el campo tecnológico, en el cual los procesos de control de calidad son rigurosos. En el proceso de beneficio de aves, se contemplan varias etapas desde el área de recepción, sacrificio, desplumado, que es el principal punto de contaminación cruzada por microorganismos tales como Campylobacter spp, E.coli y Salmonella spp. (Cortez 2012), por lo cual se hace necesario en etapas posteriores del proceso tales como área de lavado, preenfriamiento (Prechiller) y enfriamiento (Chiller), adicionar hipoclorito de sodio en varias ocasiones con el fin de mantener una concentración de 50 ppm de cloro y evitar el crecimiento microbiano, que es indeseable. El cloro es causante de efectos secundarios que afectan tanto al medio ambiente como al personal manipulador expuesto (OIT 2000), siendo el desinfectante más utilizado a nivel mundial por su bajo costo, sin embargo se requiere implementar otras tecnologías que no afecten al personal manipulador y al medio ambiente. El agua electrolizada (AEO) se desarrolló inicialmente en Japón, Shimizu y Hurusawa (1992), desde entonces se ha señalado que tiene fuerte efecto bactericida contra bacterias patógenas importantes en la seguridad alimentaria (Park et al., 2002). En la actualidad, el agua electrolizada ácida (AEA) y el agua electrolizada neutra (AEN) se han introducido para aplicaciones sanitarias. Rojas y Guevara (2000), Len et al. (2000) &Izumi (2000) han evaluado el efecto de AEN (pH 6-8) en el recuento total microbiano, obteniendo reducciones hasta 2,6 log ufc/gr sin efecto significativo en el pH del tejido, color de la superficie y apariencia general de los alimentos tratados. El agua electrolizada representa una tecnología limpia y sostenible que no causa alteraciones medio ambientales, ya que al entrar en contacto con la materia orgánica o con el Profesora titular. E-mail. bguerra@udes.edu.co, Estudiante tesista. E-mail. melanny.botia04@gmail.com c Profesor titular. E-mail gi.orlandoni@udes.edu.co a b XXV Simposio Internacional de Estadística 2015 Armenia, Colombia 5, 6,7 y 8 de Agosto de 2015 agua, no genera sustancias tóxicas. En este trabajo se evaluó la efectividad del agua electrolizada in vitro en Escherichia coli ATCC-25922, Salmonella enteritidis ATCC-13076, y Listeria monocytogenes ATCC-19111 en comparación con el efecto inhibidor del hipoclorito de sodio. Los resultados mostraron diferencias significativas (p < 0.01), con relación a la acción del desinfectante, independientemente de los tiempos de contacto y la concentración, siendo el agua electrolizada el desinfectante que mostró mayor efecto inhibidor para los tres microorganismos evaluados. 2. Metodología En este estudio se comparó la acción bactericida del AEN en relación al hipoclorito de sodio (NaClO) sobre Escherichia coli ATCC-25922, Salmonella enteritidis ATCC-13076, y Listeria monocytogenes ATCC-19111. Se utilizaron cuatro concentraciones: 65, 70, 75, 80 ppm, evaluadas en un tiempo de 20 minutos. A partir de un inóculo estándar de 106 bacterias/ml de cada una de las especies respectivamente y en inóculo mixto, conteniendo las tres especies bacterianas. El efecto bactericida se analizó por el método espectrofotométrico (medidas en absorbancia). Mediante análisis de varianza se hicieron pruebas estadísticas para determinar la influencia del factor concentración sobre los promedios de absorbancia, y pruebas posteriores de comparaciones múltiples Tukey HSD; los resultados reflejan diferencias significativas (p<0.01) entre los niveles de concentración analizados. Gráficamente (Fig 1 y Fig 2) se reportan los diagramas de caja para cada bacteria, comparando ambos desinfectantes para los cuatro niveles de concentración. Inhibición del crecimiento bacteriano con los desinfectantes (AEN, NaClO) después de 20 min, de acción. Figura1. Comparación de los promedios de absorbancia obtenidos para E. coli, S.enteritidis y L. monocytogenes bajo la acción de dos desinfectantes AE N y NaClO a 4 concentraciones en un tiempo de 20 min. Profesora titular. E-mail. bguerra@udes.edu.co, Estudiante tesista. E-mail. melanny.botia04@gmail.com c Profesor titular. E-mail gi.orlandoni@udes.edu.co a b XXV Simposio Internacional de Estadística 2015 Armenia, Colombia 5, 6,7 y 8 de Agosto de 2015 Figura2. Comparación de los promedios de absorbancia obtenidos de un inóculo mixto compuesto por E. coli, S.enteritidis y L. monocytogenes bajo la acción de dos desinfectantes AE N y NaClO a 4 concentraciones en un tiempo de 20 min. 3. Conclusiones Los resultados obtenidos permiten concluir que los dos desinfectantes actúan en la inhibición del crecimiento bacteriano de las tres cepas ensayadas tanto en cultivo individual como mixto, sin embargo utilizando el mismo tiempo de contacto para los dos desinfectantes (20 min) es más efectivo el agua electrolizada (HOCL) y esta acción es más dramática a partir de 70 ppm hasta la máxima concentración utilizada en este ensayo (80 pppm) Los análisis realizados en este trabajo para evaluar la acción desinfectante muestran que las concentraciones evaluadas, presentan la misma variabilidad, para el AEN y NAOCl, así mismo para el hipoclorito no es tan homogénea. Las diferencias son significativas (p <0.01), por lo cual concluimos que su uso podría estar indicado para la desinfección de bacterias enteropatógenas en la industria avícola. 4. Agradecimientos Los autores expresan su agradecimiento al Laboratorio de investigación e innovación en Biotecnología Agroambiental_LIIBAAM y a la Universidad de Santander, por el soporte brindado para llevar a cabo este trabajo de investigación 5. Referencias bibliográficas Cortez, J. M. (2012), Diseño de un manual de inducción para el área del laboratorio de Microbiología en una planta procesadora de Pollo, en el municipio de Guatemala. Universidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de Ciencias Químicas y Farmacia. Guatemala. Izumi, H., Kiba, T., Hashimoto (2000). Efficacy of electrolyzed water as a disinfectant for fresh-cut spinach. Quality assurance in agricultural produce, ACIAR Procedings; 100: 216-221 Len, S.V., Hung Y.C., Erickson, M.C. and Kim C. (2000) Ultraviolet spectrophotometric characterization and bactericidal properties of electrolyzed oxidizing water as influenced by amperage and Ph. Journal of Food Protection 63, 1534-1537. Organización Internacional del Trabajo (OIT). (2000), International Chemical Safety Card, Clorine. Consultado-octubre 5 de 2012. Park, H., Hung, Y.C., Brackett, R .E. (2002), Antimicrobial effect of electrolyzed water for inactivating Campylobacter jejuni during poultry washing. International Journal of Food Microbiology 72, 77– 83. Rojas, R. y Guevara, S. (2000), Stability of Hypochlorite Produced in site by Electrolysis. Gaceta sanitaria.15,48-53 Shimizhu, Y., Hurusawa, T. (1992), “Antiviral, Antibacterial, and antifungal actionof electrolyzed oxidizing water through electrolysis”, Dental Journal, 37, 1055-1062. Profesora titular. E-mail. bguerra@udes.edu.co, Estudiante tesista. E-mail. melanny.botia04@gmail.com c Profesor titular. E-mail gi.orlandoni@udes.edu.co a b