Biocidas

Definición y aplicaciones

La legislación europea define los biocidas como “productos químicos utilizados ​​para suprimir organismos que son perjudiciales para la salud humana o animal, o que causan daños a los materiales naturales o manufacturados”. Los biocidas tienen una gran variedad de aplicaciones en las áreas de alimentación y de procesado de los alimentos. Generalmente se utilizan para reducir el número de microorganismos (por ejemplo bacterias, hongos, algas) en los alimentos y en cualquier material que entre en contacto con la comida. Durante el procesado y almacenamiento de los alimentos, la erradicación química de los microorganismos tiene dos objetivos principales: la prevención del deterioro de los alimentos en general así como de las enfermedades transmitidas por los alimentos. Entre los biocidas que se aplican en (o sobre) los materiales que están en contacto con los alimentos (en lo sucesivo abreviado FCMs, food contact materials) se encuentran alcoholes, ácidos orgánicos y sus ésteres, aldehídos, aminas, compuestos de amonio cuaternario (QAC), compuestos halogenados, plata iónica y nanoplata, agentes oxidantes, isotiazolonas, fenoles y biguanidas (Figura 1). En función del uso que se les de, se pueden agrupar en biocidas de procesado, biocidas de superficie y conservantes de alimentos. Los biocidas de procesado se utilizan para prevenir la contaminación microbiana de los FCMs e incluyen también los biocidas que se emplean durante la producción misma de los FCM. Los biocidas de superficie se incorporan a los FCM con la intención de reducir el número de microorganismos adheridos a dichos materiales. Estos biocidas no serán liberados desde el material. Los conservantes de alimentos se pueden incorporar a los FCM (formando los denominados materiales activos) con la intención de que sean liberados en la comida o para que actúen en su superficie.

2. Mercado

En 2013, Biocide Information Limited estimó el consumo mundial de biocidas en cerca de US $ 5,4 mil millones en lo que respecta a principios activos y US $ 12,4 mil millones en lo que se refiere a biocida formulado. En 2012, los compuestos halogenados abarcaban más de un tercio del mercado de los biocidas a nivel mundial en términos de volumen y valor, seguidos de los biocidas metálicos y los ácidos orgánicos [1]. Los estudios de mercado pronosticaron para los próximos seis años una Tasa Compuesta de Crecimiento Anual o TCCA (en lo sucesivo denominada CAGR por sus siglas en inglés, Compound Annual Growth Rates) superior al 5% [1-3].

3. Regulación

El 1 de septiembre de 2013 entró en vigor en la UE el Reglamento de Productos Biocidas (BPR, Reglamento (UE) nº 528/2012) derogando la anterior Directiva sobre Productos Biocidas (BPD, Directiva 98/8/CE). El BPR tiene por objeto establecer una lista uniforme en toda la UE para armonizar los biocidas aprobados (sustancias activas) (Anexo I del BPR). Los biocidas contienen sustancias activas aprobadas y requieren autorización durante una segunda fase del proceso de regulación. Los biocidas están agrupados en 22 tipos de productos (TP) (por ejemplo, TP4 – alimentos y piensos). Los artículos tratados han entrado en contacto con o contienen biocidas o sustancias activas y requerirán un etiquetado con determinados requisitos (por ejemplo, cuando se requiera la mención de las propiedades biocidas en el producto o cuando la ley exija el etiquetado de una sustancia activa determinada). En función del tipo de biocida (biocida de procesado, biocida de superficie o conservante alimenticio),  la Agencia Europea de Sustancias y Preparados Químicos (ECHA), o la Agencia Europea de Seguridad Alimentaria (EFSA) o ambas tienen que efectuar una evaluación de riesgos. Hasta el momento no se ha definido un proceso claro sobre la forma de llevar a cabo una evaluación del riesgo combinado que cubra las disposiciones del Reglamento (CE) nº 1935/2004 y del BPR, pero recientemente se ha realizado una enmienda del BPR. El desarrollo de un proceso de este tipo requerirá nuevas modificaciones legales de las dos regulaciones arriba mencionadas. Actualmente, con arreglo a la BPR, están aprobadas un total de 64 sustancias activas. No contienen biocidas autorizados para alimentos y piensos (TP 4), sino sólo sustancias activas aplicadas en otros tipos de productos. Para el área de alimentos y piensos (TP4), están siendo revisadas 57 sustancias activas ​​y pueden ser autorizadas en el futuro (a partir del 14 de julio de 2014). En Estados Unidos, sustancias antimicrobianas usadas en o sobre FCMs, que pueden migrar a la comida, se clasificas como pesticidas químicos o como aditivos alimentarios según  21 U.S.C. §321(q),(s). Dependiendo de su aplicación, estas sustancias están reguladas por dos autoridades diferentes. Los agentes antimicrobianos utilizados en o sobre envases de alimentos, los agentes conservantes y los componentes antimicrobianos no funcionales en FCMs, están regulados como aditivos alimentarios por la FDA (Food and Drug Administration: Agencia de Alimentos y Medicamentos de EEUU) en el 21 U.S.C. § 348. Las sustancias en contacto con alimentos con un efecto antimicrobiano en las superficies en contacto con alimentos de forma permanente o semi-permanente, están reguladas como pesticidas  químicos por la Agencia de Protección Ambiental de EE.UU. (EPA) en el 21 U.S.C. § 346a.

4. Riesgos para la salud

Migración y exposición

Puede haber migración accidental de los biocidas desde los FCM, lo que da lugar a la contaminación de los alimentos [4-6]. Los materiales de embalaje activos están diseñados para permitir la migración de los biocidas desde el embalaje hacia la superficie del alimento o al alimento. Esta migración deliberada tiene la intención de proteger los alimentos del deterioro causado por microorganismos. Para estas aplicaciones, los límites específicos de migración son especialmente importantes. Resulta complicado obtener datos sobre la exposición a biocidas a través de la cadena alimentaria en tanto que hasta ahora la exposición dérmica, la inhalación y la exposición oral accidental han sido consideradas como principales vías de exposición a los biocidas [7].

Efectos agudos y crónicos para la salud

Muchos biocidas utilizados para desinfectar las superficies son irritantes y sensibilizadores que actúan sobre la piel, los ojos y las membranas mucosas. Pueden producir, por ejemplo, alergias como dermatitis de contacto  [8, 9] y asma [10]. En particular, los usuarios profesionales de biocidas también pueden estar en riesgo de accidentes como un grave incidente con gas de cloro ocurrido en una granja avícola, ejemplarmente demostrado [11].

Resistencia a los biocidas y los antibióticos

El desarrollo de resistencias a los biocidas es motivo de preocupación porque, por lo general, la inactivación del biocida desemboca en una contaminación microbiana inesperada y difícil de manejar. Una razón para la aparición de cepas microbianas resistentes es la aplicación frecuente de biocidas en concentraciones demasiado bajas para matar todos los microorganismos. Los organismos supervivientes pueden tener mecanismos de resistencia intrínseca (incluyendo bombas de eflujo que transportan el biocida fuera de la célula, o reducida permeabilidad de la membrana debido a capas mucosas, a gruesas membranas externas o a paredes celulares complejas). A concentraciones subinhibitorias de biocidas, estas propiedades pueden ser transferidas fácilmente a otras células por transferencia genética horizontal [12]. Las bacterias que desarrollan resistencia contra un biocida específico, a menudo adquieren al mismo tiempo, resistencia a otros agentes biocidas [13]. Estas resistencias adquiridas no sólo afectan a diferentes tipos de biocidas sino que, con frecuencia, se han observado también resistencias combinadas entre biocidas y antibióticos [14]. Una vez más, la aplicación de biocidas a concentraciones subinhibitorias también puede causar el desarrollo de bacterias que son, además, resistentes a los antibióticos. En contraste con los biocidas utilizados industrialmente, los antibióticos forman un subgrupo de biocidas farmacéuticamente importantes que se utilizan en el tratamiento médico de infecciones bacterianas. Los lugares de producción de alimentos fueron identificados por el SCENIHR ((Scientific Committee on Emerging and Newly Identified Health Risks) de la UE, id est, el Comité Científico sobre Nuevos y Emergentes Riesgos Identificados para la Salud)) como un lugar esencial en el desarrollo de bacterias resistentes a los antibióticos y a los biocidas. [15]. Esta tendencia fue considerada un riesgo significativo para la salud pública [14, 16].    

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5. Referencias

1. Marketsandmarkets. 2013. Biocides market by type (halogen compounds, metallic compounds, organosulfurs, organic acid, phenolics), application (personal care, water treatment, wood preservation, food & beverages, paints & coatings) – global trends & forecasts to 2018. [http://www.marketsandmarkets.com/Market-Reports/biocides-market-1277.html ]
2. ResearchandMarkets. 2013. Global biocides market 2012-2016. [http://www.researchandmarkets.com/research/2vkf5b/global_biocides]
3. Grand View Research. 2014. Biocides market analysis and segment forecasts to 2020. [http://www.grandviewresearch.com/industry-analysis/biocides-industry]
4. Rosero-Moreano M, Canellas E, and Nerin C. 2014. Three-phase hollow-fiber liquid-phase microextraction combined with HPLC-UV for the determination of isothiazolinone biocides in adhesives used for food packaging materials. J Sep Sci. 37:272-80.
5. Lin QB, Wang TJ, Song H, et al. 2011. Kinetic migration of isothiazolinone biocides from paper packaging to Tenax and Porapak. Food Addit Contam A  28:1294-301.
6. Coelhan M, Bromig KH, Glas K, et al. 2006. Determination and levels of the biocide ortho-phenylphenol in canned beers from different countries. J Agric Food Chem. 54:5731-5.
7. Hahn S, Schneider K, Gartiser S, et al. 2010. Consumer exposure to biocides – identification of relevant sources and evaluation of possible health effects. Environ Health. 9:7.
8. Rideout K, Teschke K, Dimich-Ward H, et al. 2005. Considering risks to healthcare workers from glutaraldehyde alternatives in high-level disinfection. J Hosp Infect. 59:4-11.
9. Lodde B, Paul M, Roguedas-Contios AM, et al. 2012. Occupational dermatitis in workers exposed to detergents, disinfectants, and antiseptics. Skinmed. 10:144-50.
10. Blasco A, Joral A, Fuente R, et al. 1992. Bronchial asthma due to sensitization to chloramine T. J Investig Allergol Clin Immunol. 2:167-70.
11. Centers for Disease Control and Prevention. 2012. Chlorine gas release associated with employee language barrier – Arkansas, 2011. MMWR Morb Mortal Wkly Rep. 61:981-5.
12. Popowska M, and Krawczyk-Balska A. 2013. Broad-host-range IncP-1 plasmids and their resistance potential. Front Microbiol. 4:44.
13. Hegstad K, Langsrud S, Lunestad BT, et al. 2010. Does the wide use of quaternary ammonium compounds enhance the selection and spread of antimicrobial resistance and thus threaten our health? Microb Drug Resist. 16:91-104.
14. Gnanadhas DP, Marathe SA, and Chakravortty D. 2013. Biocides – resistance, cross-resistance mechanisms and assessment. Expert Opin Investig Drugs. 22:191-206.
15. SCENIHR. 2009. Assessment of the antibiotic resistance effects of biocides. [http://ec.europa.eu/health/ph_risk/committees/04_scenihr/docs/scenihr_o_021.pdf]
16. Capita R, Riesco-Pelaez F, Alonso-Hernando A, et al. 2014. Exposure of Escherichia coli ATCC 12806 to sublethal concentrations of food-grade biocides influences its ability to form biofilm, resistance to antimicrobials, and ultrastructure. Appl Environ Microbiol. 80:1268-80.