Un biofilm o biopelícula puede definirse como una comunidad microbiana caracterizada por su adhesión a una superficie sólida y por la producción de una matriz polimérica extracelular en la que están embebidos los microorganismos asociados. Esta matriz proporciona protección a las células microbianas y contribuye a la captación de nutrientes, así como a la adhesión a la superficie en cuestión. La formación de biopelículas es un comportamiento social generalmente coordinado a través de sistemas de comunicación célula - célula, o sistemas de “quorum sensing”. Dichos sistemas de “quorum sensing” detectan fluctuaciones en la densidad celular a través del reconocimiento de pequeñas moléculas de señalización secretadas, llamadas autoinductores, y responden regulando la expresión de funciones celulares especializadas entre las que se encuentran las responsables de la adhesión inicial a superficies y el subsiguiente crecimiento y maduración de la biopelícula. De particular relevancia resulta el hecho de que las células microbianas dentro de una biopelícula son significativamente más resistentes a diferentes tipos de intervenciones antimicrobianas, dirigidas a controlar su aparición, y que las biopelículas pueden actuar como un reservorio de microorganismos persistentes. Se puede encontrar información más detallada sobre las propiedades ecológicas de las biopelículas y el comportamiento microbiano dentro de las mismas en Flemming et al. (2016) y Nadell, Drescher y Foster (2016).

En la industria alimentaria, las superficies y los equipos se encuentran frecuentemente colonizados por microorganismos en forma de biopelículas. En la mayoría de las ocasiones, esto representa un desafío y una preocupación, ya que las biopelículas formadas por microorganismos alterantes y patógenos pueden servir como fuente de contaminación cruzada de los alimentos, reduciendo así la efectividad de las estrategias de conservación de alimentos y comprometiendo la calidad y seguridad de los mismos (Coughlan, Cotter, Hill y Álvarez-Ordóñez, 2016). Por otro lado, las biopelículas formadas de manera controlada por microorganismos beneficiosos pueden representar una oportunidad, ya que pueden ser explotadas para aumentar el rendimiento y la calidad de las fermentaciones de alimentos o para desarrollar aplicaciones biotecnológicas centradas en mejorar la calidad y seguridad de los alimentos (Berlanga y Guerrero, 2016).

Existe controversia acerca de si la persistencia microbiana en la industria alimentaria se debe a la presencia de nichos ambientales difíciles de limpiar y desinfectar, o a la colonización de los ambientes de procesado de alimentos por microorganismos que muestran capacidades especiales que les permiten sobrevivir en las condiciones adversas que imperan en las industrias alimentarias (Larsen et al., 2014). Entre otros factores, la capacidad de formar biopelículas se ha citado como un atributo que puede contribuir a la colonización de manera persistente de los ambientes de procesado de alimentos (Bridier et al., 2015). En este sentido, varios autores han tratado de evaluar si determinadas especies microbianas o genotipos recuperados de nichos industriales, o aislados persistentes comúnmente encontrados en industrias alimentarias, están mejor equipados para formar biopelículas en materiales de contacto con alimentos. Así, por ejemplo, un estudio de este tipo observó una mejor adhesión, tras 24 horas, entre 23 cepas persistentes de Listeria monocytogenes en relación con 73 cepas no persistentes (Wang, Ray, Hammons y Oliver, 2015), y Nowak y coautores llegaron a conclusiones similares, observando una formación de biopelículas significativamente mayor después de 48 horas a 30°C para aislamientos persistentes de L. monocytogenes (n=8) recuperados de plantas de procesado de mejillones en relación con aislados no persistentes (n=8) (Nowak et al., 2017).

En algunas ocasiones se han descrito diferencias estadísticamente significativas en la capacidad de formación de biopelículas entre cepas pertenecientes a diferentes serotipos o genotipos. Por ejemplo, se ha demostrado que cepas de L. monocytogenes pertenecientes a los serotipos 1/2b y 1/2a, es decir, aquellos que se aíslan con mayor frecuencia en ambientes de procesado de alimentos, forman biopelículas de manera más eficaz en medios altamente nutritivos a 20°C, 30°C y 37°C que cepas del serotipo 4b, es decir, aquel más frecuentemente vinculado a casos de infección humana (Kadam et al., 2013). Para Escherichia coli, se ha publicado que los aislados del seropatotipo A (O157: H7 y O157: NM), más frecuentemente asociado a infecciones en humanos, poseen una mayor capacidad para formar biopelículas que los aislados de los seropatotipos B o C (Vogeleer, Tremblay, Jubelin, Jacques y Harel, 2016).

En varias ocasiones se ha formulado la hipótesis de que los microorganismos que pueden activar funciones específicas, en particular la formación de biopelículas, en respuesta a algunos componentes de los alimentos o a señales ambientales presentes en el procesado de alimentos a nivel industrial, son también los más capaces de persistir en ambientes de procesado de alimentos, mediante la colonización de superficies y equipos. Teniendo esto en cuenta, varios autores han evaluado la formación de biopelículas por microorganismos de interés alimentario en medios suplementados con determinados componentes de los alimentos, o en diferentes condiciones ambientales que comúnmente prevalecen durante el procesado de los alimentos. A partir de tales estudios, es evidente que varios carbohidratos simples pueden modular la formación de biopelículas en bacterias. Los ejemplos incluyen la glucosa en Aeromonas hydrophila (Jahid, Lee, Kim y Ha, 2013), y la lactosa, que mejora la formación de biopelículas en S. aureus (Xue, Chen y Shang, 2014) y en Bacillus subtilis (Duanis-Assaf, Steinberg, Chai y Shemesh, 2016). Otros constituyentes de los alimentos que se ha demostrado que aumentan la formación de biopelículas son la L-leucina en L. monocytogenes (Skovager et al., 2013) y el ácido butírico, liberado durante la lipólisis de la leche, en Bacillus spp. (Pasvolsky, Zakin, Ostrova y Shemesh, 2014). Además, también se ha observado que la formación de biopelículas de Streptococcus thermophilus en acero inoxidable depende de la presencia de proteínas de la leche (Bassi, Cappa, Gazzola, Orrù y Cocconcelli, 2017).

La disponibilidad de determinados minerales es otro factor que puede influir en la formación de biopelículas bacterianas. En Bacillus cereus se ha demostrado que el acero inoxidable representa un material de contacto más favorable para la formación y maduración de biopelículas que el poliestireno, y este efecto se relacionó con una mayor disponibilidad de hierro (Hayrapetyan, Muller, Tempelaars, Abee y Nierop Groot, 2015).

Varios autores han evaluado la capacidad de diferentes microorganismos para formar biopelículas en presencia de extractos de alimentos. En el caso de Campylobacter jejuni y Campylobacter coli, la formación de biopelículas sobre vidrio, poliestireno y acero inoxidable fue mayor cuando el medio de crecimiento se suplementaba con un extracto de carne de pollo, que era una fuente adicional de nutrientes y cubría y acondicionaba las superficies abióticas (Brown et al., 2014). También se obtuvieron resultados similares para Salmonella spp. y Campylobacter spp. en poliestireno y superficies de vidrio utilizando extractos de carne de cerdo y de pollo (Li et al., 2017), y para Salmonella spp. en distintos materiales de contacto con los alimentos utilizando extracto de pescado (Dhowlaghar et al., 2018).

Varios grupos de investigación han estudiado y modelizado cómo distintas condiciones medioambientales que prevalecen durante el procesado de alimentos influyen en la formación de biopelículas, en aras de obtener información útil para la prevención o control de los mismos (Dimakopoulou-Papazoglou, Lianou y Koutsoumanis, 2016; Iliadis, Daskalopoulou, Simões y Giaouris, 2018).

Numerosos autores han reconocido el papel que juegan las biopelículas como reservorio de microorganismos resistentes a distintos agentes antimicrobianos y condiciones de estrés. Además, las biopelículas también pueden servir como fuente de formas celulares de resistencia. De hecho, se ha demostrado que las bacterias formadoras de esporas, como Bacillus spp., son capaces de esporular dentro de las biopelículas liberando estas esporas altamente resistentes al entorno circundante, lo que aumenta el riesgo de contaminación cruzada de los alimentos (Faille et al., 2014). Además, también se han detectado células en un estado viable pero no cultivable en biopelículas formadas por L. monocytogenes, especialmente después de la aplicación de tratamientos de limpieza y desinfección (Gião y Keevil, 2014; Overney et al., 2017).

Finalmente, también se ha identificado una interconexión entre las respuestas de adaptación al estrés y la formación de biopelículas, que podría ser la responsable de la mayor robustez de las células que conforman las biopelículas. Así, por ejemplo, el regulador de la respuesta general al estrés en bacterias Gram negativas, el factor alternativo RpoS, ha sido identificado como un factor clave para el establecimiento de biopelículas maduras en E. coli (Álvarez-Ordóñez et al., 2013; Chen et al., 2013) y también se ha observado un vínculo entre el potencial de formación de biopelículas de E. coli y su termorresistencia (Marti et al., 2017).

En general, se sabe que dentro de una biopelícula coexisten bacterias de múltiples especies formando consorcios complejos, donde las relaciones de cooperativismo y competencia son comunes y contribuyen a dar forma a la estructura de la población, condicionando su funcionalidad (Giaouris et al., 2015). Las interacciones de las principales bacterias patógenas transmitidas por los alimentos con otras bacterias relacionadas con los alimentos o con los miembros de la microbiota residente que colonizan los ambientes de procesado de alimentos se han estudiado detalladamente en los últimos años en ensayos in vitro. En algunos casos, se han observado interacciones sinérgicas, en las cuales determinadas cepas de patógenos bacterianos transmitidos por los alimentos que son malos formadores de biopelículas aprovechan su interacción con otras cepas productoras de biopelículas fuertes para colonizar los materiales en contacto con los alimentos. Así, por ejemplo, se ha demostrado que L. monocytogenes interactúa de forma sinérgica con algunas cepas de Enterococcus faecalis y Enterococcus faecium (da Silva Fernandes, Kabuki y Kuaye, 2015). Además, alrededor del 20% de una amplia gama de cócteles multiespecíficos, preparados con cepas originalmente aisladas de dos sitios de muestreo en una planta de procesado de productos cárnicos, mostraron una mayor formación de biopelículas en comparación con las biopelículas monoespecíficas formadas individualmente por las distintas cepas estudiadas (Røder et al., 2015). Aunque en la mayoría de los casos todavía no se conoce la causa de estos comportamientos sinérgicos, se ha propuesto que la coagregación, el reconocimiento específico y co-adherencia y la alimentación cruzada entre cepas pueden ser mecanismos involucrados en estas interacciones cooperativas (Stevens et al., 2015; Herschend et al., 2017). Por otro lado, varios autores han descrito la existencia de interacciones competitivas, donde un miembro del consorcio supera o elimina a otros miembros de la comunidad y se convierte en dominante. Esto se ha demostrado para distintas especies de bacterias Gram negativas, que han mostrado capacidad para competir frente a L. monocytogenes, dominando las biopelículas multi-especie formadas (Daneshvar Alavi y Truelstrup Hansen, 2013; Rodríguez-López, Saá-Ibusquiza, Mosquera-Fernández y López-Cabo, 2015; Heir, Møretrø, Simensen y Langsrud, 2018; Papaioannou, Giaouris, Berillis y Boziaris, 2018). Otros comportamientos competitivos similares, que dan como resultado el desplazamiento de cepas de otras bacterias patógenas transmitidas por los alimentos, como E. coli, Bacillus spp. y S. aureus, también se han descrito en la literatura (Wang et al., 2015; Rosenberg et al., 2016; Makovcova et al., 2017, Visvalingam, Ells y Yang, 2017).

La mayoría de los datos publicados en la literatura sobre la formación de biopelículas in vitro por bacterias asociadas a los alimentos se basan en simples ensayos cuantitativos de tinción, que no proporcionan información sobre la estructura microscópica y arquitectura de la biopelícula. Sin embargo, cada vez es más evidente que existe una micro-heterogeneidad dentro de las biopelículas (Liu et al., 2015; Gingichashvili et al., 2017; Tack, Nimmegeers, Akkermans, Hashem y van Impe, 2017), con la existencia de fenómenos de diferenciación metabólica entre las distintas células que las constituyen. También se sabe que varios factores relacionados con los alimentos, como la concentración de nutrientes, la disponibilidad de oxígeno, la composición de la matriz alimentaria, la concentración de azúcar y las condiciones hidrodinámicas, pueden influir en la arquitectura de la biopelícula (Cherifi, Jacques, Quessy y Fravalo, 2017; Tarifa, Genovese, Lozano y Brugnoni, 2018; Turonova et al., 2015).

Teniendo en cuenta el papel de las biopelículas como un reservorio de microorganismos potencialmente problemáticos, que luego pueden contaminar los alimentos y causar su deterioro o su implicación en casos de toxi-infección alimentaria, se ha dedicado gran esfuerzo investigador a mejorar los métodos y estrategias disponibles para eliminarlos de ambientes industriales o desarrollar nuevas herramientas de inhibición o de eliminación que sean más efectivas, económicas y sostenibles.

Las industrias alimentarias basan sus protocolos de limpieza y desinfección en el uso de desinfectantes y biocidas que permitan establecer barreras a la entrada de microorganismos no deseados controlando la colonización de superficies y equipos en contacto con alimentos. Los biocidas se emplean generalmente en concentraciones muy por encima de sus concentraciones mínimas inhibitorias para todos los microorganismos diana principales y, por lo tanto, deberían poder garantizar la inactivación microbiana, evitando así la supervivencia de microorganismos peligrosos. Sin embargo, es bien sabido que los biocidas y otros antimicrobianos son menos efectivos en la inactivación de células en estado sésil (formando biopelículas) que en estado planctónico. De hecho, varias publicaciones, que evalúan la tolerancia de las principales bacterias patógenas transmitidas por los alimentos a una amplia gama de desinfectantes de uso industrial o sus compuestos activos a sus concentraciones de uso industrial, han demostrado que estos no son capaces de inactivar completamente los microorganismos diana formando biopelículas (Chaitiemwong, Hazeleger y Beumer, 2014; Chylkova, Cadena, Ferreiro y Pitesky, 2017; Fagerlund, Langsrud, Heir, Mikkelsen y Møretrø, 2016; Martin et al., 2016).

Además, varios estudios han descrito que la tolerancia a diferentes biocidas es mayor en las biopelículas mixtas o multi-especie que en las biopelículas formadas por una única especie (Bridier et al., 2015; Giaouris, Chorianopoulos, Doulgeraki y Nychas, 2013; Wang, Kalchayanand, Schmidt y Harhay, 2013), y que la composición de la matriz de la biopelícula y las características de la superficie influyen en gran medida en la efectividad del biocida (Bas, Kramer y Stopar, 2017; Fagerlund et al., 2016). También es importante tener en cuenta que los microorganismos que colonizan las plantas de procesado de alimentos se ven frecuentemente expuestos a concentraciones subinhibitorias de biocidas, en nichos particulares (por ejemplo, en grietas y otros sitios de difícil acceso) o como consecuencia de su uso inadecuado, como, por ejemplo, debido a una formulación errónea, almacenamiento inadecuado o aplicación en superficies húmedas, con la consiguiente dilución del compuesto a concentraciones que pueden ser subletales. Es importante destacar que varios autores han descrito que la adaptación previa a algunos biocidas y compuestos activos, como el nitrito de sodio y el hipoclorito de sodio en E. coli, el cloruro de benzalconio en L. monocytogenes, el hipoclorito de sodio en S. aureus y S. Typhimurium, el etanol y la cloramina T en S. aureus, y el fosfato trisódico, ácido acético, hipoclorito de sodio y dos desinfectantes comerciales en C. jejuni, puede favorecer la formación de biopelículas (Buzón-Durán, Alonso-Calleja, Riesco-Peláez y Capita, 2017; Capita, Buzón-Durán, Riesco-Peláez y Alonso-Calleja, 2017; Ortiz, López y Martínez Suárez, 2014; Slany, Oppelt y Cincarova, 2017; Techaruvichit et al., 2016).

La modificación de los materiales utilizados en la industria alimentaria se ha revelado como un medio prometedor para prevenir la formación de biopelículas. Dado que la formación de una biopelícula implica como primer paso la unión o adhesión de células planctónicas a una superficie sólida, si dicha superficie se modifica en cierta medida, por ejemplo, alterando su morfología o propiedades físico-químicas (hidrofobicidad, hidrofilicidad, carga eléctrica, etc.), la adhesión microbiana y, en consecuencia, el crecimiento y la maduración de la biopelícula pueden ser controlados. La adherencia bacteriana a las superficies industriales se puede minimizar utilizando topografías controladas, como demostraron Hsu et al. (2013) empleando superficies de sílice y alúmina. Los resultados obtenidos por estos autores evidenciaron que las células de E. coli, Listeria innocua y P. fluorescens cambiaban su morfología, incluyendo el número y tamaño de los apéndices celulares, dependiendo de la topografía a nanoescala del material de superficie. De hecho, también se ha demostrado que las topografías a nanoescala de poros pequeños inhiben la unión dependiente de flagelos de E. coli a las superficies de alúmina (Feng et al., 2014).

Dado el importante efecto que la topografía y las propiedades físico-químicas de la superficie tienen en las etapas iniciales de la formación de biopelículas, varias iniciativas se han centrado recientemente en desarrollar recubrimientos que modifiquen dichas propiedades de superficie, reduciendo así la adhesión bacteriana y mejorando la efectividad de los métodos de limpieza y desinfección. De este modo, se han desarrollado recubrimientos antiincrustantes efectivos en acero inoxidable usando distintos precursores u órgano-polímeros (Gkana, Doulgeraki, Chorianopoulos y Nychas, 2017; Gomes, Deschamps, Briandet y Mergulhão, 2018; Huang, Chen, Nugen y Goddard, 2016). Incluso se ha demostrado la efectividad de estos recubrimientos en entornos reales utilizando intercambiadores de calor de placas con superficie modificada durante una sesión de pasteurización de leche de 17 horas (Jindal, Anand, Metzger y Amamcharla, 2018). Aunque la mayoría de los estudios que prueban el potencial de los recubrimientos antiincrustantes se han centrado en las superficies de acero inoxidable, se han evaluado otros materiales, como el polietileno de baja densidad (Hüwe et al., 2018). Además, en otras ocasiones, se han desarrollado recubrimientos superficiales que incorporan compuestos antimicrobianos que también han demostrado capacidad para prevenir la formación de biopelículas por varios patógenos transmitidos por los alimentos (Cossu, Si, Sun y Nitin, 2017; Fialho et al., 2018; Kim et al., 2017).

El desarrollo de nuevos agentes desinfectantes más efectivos, capaces de eliminar las biopelículas bacterianas de las superficies y equipos industriales, es un área de investigación prioritaria. Debido a su capacidad para degradar las sustancias poliméricas que conforman la matriz extracelular de las biopelículas, los detergentes enzimáticos se consideran agentes innovadores respetuosos con el medio ambiente y útiles para facilitar la eliminación de biopelículas. Como el ADN extracelular es un componente habitual de la matriz de biopelículas microbianas, las enzimas con acción DNasa, solas o combinadas con otras estrategias de saneamiento, pueden facilitar la eliminación de las biopelículas, como se ha demostrado recientemente para C. jejuni (Brown, Hanman, Reuter, Betts y van Vliet, 2015) o L. monocytogenes (Nguyen y Burrows, 2014). Además, las proteasas, como la proteinasa K (Nguyen y Burrows, 2014), las lipasas (Kiran, Lipton, Kennedy, Dobson y Selvin, 2014) o las enzimas que degradan carbohidratos, como la β-glucanasa y la α-amilasa (Araújo et al., 2017), por su actividad lítica sobre otros componentes de la matriz extracelular de las biopelículas, también se han propuesto como posibles candidatos para ser utilizados como herramientas de control.

El potencial del agua electrolizada, producida a través de la electrólisis de una solución acuosa de cloruro de sodio, como agente de limpieza y desinfección ha sido demostrado en varias ocasiones. De hecho, se ha descrito que el agua electrolizada acidificada o ligeramente acidificada elimina eficazmente biopelículas de L. innocua, L. monocytogenes, Vibrio parahaemolyticus, E. coli y B. cereus (Han et al., 2017; Hussain, Kwon, Tango y Oh, 2018; Jeon, Kwon y Yoon, 2018). Curiosamente, el agua neutra electrolizada también posee actividad anti-biopelícula (Moradi y Tajik, 2017) y se ha demostrado recientemente que el agua electrolizada básica tiene una mayor capacidad de dispersión de biopelículas de B. cereus que el agua electrolizada acidificada o ligeramente acidificada, aunque mostró una menor actividad bactericida contra células planctónicas (Hussain et al., 2018).

Las actividades de investigación también se están centrando en la identificación de nuevos compuestos antimicrobianos que puedan ser incluidos en nuevas formulaciones para su uso como desinfectantes sostenibles. En particular, en los últimos años, una amplia gama de estudios han evaluado la efectividad de distintos compuestos de origen natural, incluidos varios aceites esenciales o extractos obtenidos de plantas, alimentos u otros productos derivados, para la inhibición de la formación de biopelículas o la eliminación de biopelículas ya existentes. Algunos de estos nuevos compuestos y extractos ejercen un efecto bactericida directo sobre los microorganismos, mientras que otros muestran actividades indirectas de inhibición de biopelículas, relacionadas principalmente con la inhibición de sistemas de “quorum sensing” (Coughlan et al., 2016). El lector puede encontrar más información relacionada con este campo de investigación en Ashraf et al. (2014).

También se han propuesto algunas nuevas tecnologías de inactivación microbiana como herramientas alternativas para el control de biopelículas en la industria alimentaria. Entre ellas, los plasmas atmosféricos no térmicos han recibido una gran atención, ya que han demostrado una alta capacidad desinfectante contra biopelículas de un amplio espectro de microorganismos (Puligundla y Mok, 2017). De hecho, los plasmas no térmicos han sido capaces de eliminar con éxito biopelículas formadas por Salmonella en vidrio (Niemira, Boyd y Sites, 2014), E. coli, L. monocytogenes y S. aureus en tereftalato de polietileno (Ziuzina, Boehm, Patil, Cullen y Bourke, 2015) y P. aeruginosa, Pseudomonas libanensis, Enterobacter cloacae, Kocuria carniphila, Staphylococcus epidermidis y B. subtilis en acero inoxidable (Mai-Prochnow, Clauson, Hong y Murphy, 2016). Sin embargo, se debe prestar atención a los subproductos potencialmente tóxicos que pueden generar esas tecnologías en soluciones acuosas ricas en materia orgánica. Además, otras tecnologías de descontaminación física de superficies, que se han desarrollado o investigado en los últimos años para la inactivación de microorganismos en biopelículas son los tratamientos fotodinámicos con luz a 405 nm (McKenzie et al., 2013) o luz ultravioleta pulsada (Montgomery y Banerjee, 2015), la ozonización de superficies (Nicholas, Dunton, Tatham y Fielding, 2013), o el tratamiento de superficies con ultrasonidos (Axelson et al., 2013) o dióxido de cloro gaseoso (Nam et al., 2014).

El uso de microorganismos vivos o sus metabolitos para la exclusión competitiva o la inactivación de microorganismos alterantes o patógenos en biopelículas es un campo que está recibiendo creciente atención. Dentro de este campo, se está investigando la actividad anti-biopelícula de varias bacterias ácido-lácticas, principalmente productoras de bacteriocinas, y de diversos bacteriófagos. Varios estudios han demostrado la capacidad de las bacteriocinas nisina, subtilomicina, lichenicidina, enterocina B3A-B3B, enterocina AS-48 y sonorensina, para inhibir la formación de biopelículas o eliminar biopelículas formadas por diferentes bacterias patógenas (Al-Seraih et al., 2017; Bolocan et al., 2017; Caballero Gómez, Abriouel, Grande, Pérez Pulido y Gálvez, 2013; Chopra, Singh, Kumar Jena y Sahoo, 2015; Field, O’Connor, Cotter, Ross y Hill, 2016). Además, otros metabolitos bacterianos, como algunos surfactantes (Coronel-León, Marqués, Bastida y Manresa, 2016), endoglicosidasas (Yu et al., 2015) y ácidos grasos insaturados (Sepehr, Rahmani-Badi, Babaie-Naiej y Soudi, 2014) se han aplicado con éxito para evitar la formación de biopelículas, y algunos microorganismos incluso han demostrado capacidad para inhibir los sistemas de “quorum sensing” de otros microorganismos competidores (Coughlan et al., 2016). No obstante, en lugar de purificar y usar estos metabolitos secundarios como moléculas inhibidoras de biopelículas, varios autores han evaluado la utilización directa de aquellos microorganismos inocuos que los producen como una estrategia de control de biopelículas en la industria alimentaria (Kim, Bang, Kim, Beuchat y Ryu, 2013; Son, Park, Beuchat, Kim y Ryu, 2016). En este sentido, un ensayo de exclusión competitiva demostró que la colonización de los desagües de una planta de procesado de carne de pollo por cepas de L. lactis y Enterococcus durans reducía la persistencia de L. monocytogenes en los mismos (Zhao et al., 2013). Asimismo, se ha demostrado que las biopelículas naturales presentes en los estantes de madera utilizados en la maduración del queso francés “Reblochon de Savoie” previenen el crecimiento de L. monocytogenes (Mariani et al., 2011), y que el desarrollo de biopelículas de L. lactis subsp. cremoris en las cubas de madera utilizadas para la producción del queso DOP Vastedda della valle del Belice permite la reducción de la diversidad microbiana y estabiliza los atributos sensoriales de los quesos producidos (Gaglio et al., 2016).

Debido a su elevada especificidad, los bacteriófagos han sido reconocidos como herramientas adecuadas para eliminar biopelículas formadas por un determinado microorganismo alterante o patógeno (Gutiérrez, Rodríguez-Rubio, Martínez, Rodríguez y García, 2016). Así, varios estudios han pretendido en la última década identificar nuevos bacteriófagos efectivos en la eliminación de biopelículas de los principales patógenos transmitidos por los alimentos, y, de hecho, algunos fagos han sido postulados como agentes de control biológico contra las biopelículas de Cronobacter sakazakii, E. coli, S. aureus, Salmonella spp. y L. monocytogenes (Chaitiemwong et al., 2014; Endersen et al., 2017; González et al., 2017; Sadekuzzaman, Yang, Mizan y Ha, 2017; Shafique, Alvi, Abbas y ur Rehman, 2017). Además, algunas enzimas líticas derivadas de fagos, como las endolisinas, también han demostrado actividad contra las biopelículas bacterianas (Gutiérrez, Ruas-Madiedo, Martínez, Rodríguez y García, 2014).

Las biopelículas representan una fuente de contaminación cruzada de alimentos por microorganismos alterantes y patógenos, y por ello han recibido una gran atención, con actividades de investigación centradas principalmente en la comprensión de los factores bióticos y abióticos que influyen en la formación y maduración de las biopelículas, y en la identificación, desarrollo y validación de estrategias novedosas para su control. Sin embargo, la mayoría de estas actividades de investigación se basan en modelos de biopelículas in vitro, normalmente en monoespecie o en modelos duales, que utilizan cepas domesticadas de dos especies diferentes, habitualmente pertenecientes a los grupos patógenos de transmisión alimentaria más relevantes. Sin embargo, poco se sabe acerca de la ecología y estructura de biopelículas formadas en entornos reales, en superficies y equipos de trabajo en plantas de procesado de alimentos. El desarrollo de herramientas novedosas para la evaluación de comunidades microbianas complejas, basadas principalmente en el análisis por secuenciación masiva de muestras de ADN obtenidas de nichos ambientales concretos, puede revolucionar el estudio de los biofilms en la industria alimentaria, ya que permitirá la caracterización in situ de biopelículas silvestres en las propias instalaciones de procesado de alimentos. En este sentido, la introducción temprana de medidas de control se verá facilitada por la disponibilidad de prototipos de secuenciadores miniaturizados, con potencial para ser utilizados in situ, generando resultados en tiempo real (Benítez-Páez y Sanz, 2017) que, en combinación con las mejoras en las metodologías disponibles para la recuperación completa de las células asociadas a biopelículas en planes de muestreo de superficies y equipos, y con el desarrollo de nuevas bases de datos de genes relacionados con la formación de biopelículas y la persistencia microbiana, permitirán el diagnóstico y la caracterización en tiempo real de comunidades microbianas asociadas a biopelículas silvestres.

Uno de los principales desafíos existentes que la comunidad científica necesita abordar es el desarrollo de nuevas herramientas capaces de prevenir la formación de biopelículas o eliminar las existentes de una manera efectiva, evitando la aparición de resistencias. Las actividades en este sentido se centran actualmente en múltiples frentes, desde la identificación o el descubrimiento de nuevos antimicrobianos para ser incluidos en las nuevas formulaciones de biocidas, hasta el diseño de estrategias de descontaminación física efectivas en la inactivación de células asociadas con biopelículas en materiales en contacto con alimentos o el desarrollo de nuevos agentes de biocontrol que explotan las interacciones microbianas para atacar específicamente las biopelículas formadas por microorganismos peligrosos, sin presentar efectos antimicrobianos sobre las biopelículas formadas por microorganismos potencialmente beneficiosos. No obstante, es de prever que no será posible encontrar una “bala de plata” y que se necesitarán enfoques combinados, donde los agentes de control recientemente desarrollados se utilicen de manera inteligente en sinergia con metodologías de desinfección convencionales, para garantizar la eliminación de aquellos microorganismos peligrosos que colonizan de manera persistente los ambientes de procesado de alimentos.