Calidad microbiológica del agua de proceso y eficacia de los desinfectantes en la industria de ffFVHs

En este informe técnico, elaborado bajo un mandato autónomo del Panel BIOHAZ, se describen las características del agua de proceso y las prácticas utilizadas por los operadores del sector alimentario europeo (FBOs, por sus siglas en inglés food business operators) para mantener la calidad del agua durante la manipulación y el procesado poscosecha de frutas, hortalizas y hierbas, tanto frescas como congeladas (ffFVHs, por sus siglas en inglés fresh and frozen fruits, vegetables and herbs).

Metodología del estudio: análisis de 61 escenarios industriales

Se recopilaron datos sobre prácticas de producción actuales, parámetros fisicoquímicos y calidad microbiológica a partir de 61 escenarios industriales: 29 del sector en fresco, 19 del sector de productos mínimamente procesados y 13 del sector congelado. En 17 escenarios no se utilizó tratamiento de desinfección del agua, mientras que en los otros 44 se evaluó el uso de desinfectantes como cloro, ácido peracético (PAA) y peróxido de hidrógeno (H₂O₂) para mantener la calidad microbiológica del agua.

Cada caso fue documentado mediante dos visitas de muestreo por instalación, y los datos se consolidaron en un archivo Excel estructurado en tres hojas: (1) una hoja de portada con descripción de variables y sus valores posibles, (2) una hoja de caracterización de escenarios según tipo de alimento, operación, y tipo de desinfectante utilizado o no, y (3) una hoja con los datos recopilados en campo.

Durante las visitas, se registraron prácticas de procesado como tiempo de contacto del producto con el agua, agitación, volumen del tanque, horarios de llenado y vaciado, reposición de agua, inicio del proceso y cantidad de producto procesado. También se incluyeron parámetros fisicoquímicos del agua (concentración residual del desinfectante, pH, demanda química de oxígeno -DQO-, temperatura) y se realizaron análisis microbiológicos armonizados para el recuento de hongos, levaduras, bacterias totales, coliformes, E. coli genérica y Listeria spp., así como la detección de patógenos como Salmonella spp., Listeria monocytogenes, E. coli patógena, norovirus y Cryptosporidium spp.

La información más relevante se presentó en fichas individuales con diagramas de flujo, fotografías y tablas resumen. También se incluyeron detalles como fecha de muestreo, volúmenes de agua, origen y tratamiento del agua. Los datos por sector alimentario se representaron gráficamente en diagramas de caja, organizados por grupo de alimento (frutas, hortalizas de fruto, subterráneas, de hoja y combinaciones), y por tipo de tratamiento de desinfección. Estos gráficos permiten comparar visualmente distintos escenarios y tratamientos.

En los casos donde se usaron desinfectantes químicos, las discrepancias en las concentraciones residuales indicaron una gestión inadecuada del agua. La falta de monitorización efectiva provocó niveles de desinfectante demasiado altos o demasiado bajos, impidiendo una reducción adecuada de la carga microbiana.

Hallazgos clave sobre la desinfección del agua en procesos poscosecha

Los resultados microbiológicos revelaron diferencias significativas entre sectores en cuanto al manejo poscosecha. Cloro y PAA redujeron en general los recuentos de hongos y levaduras, mientras que los recuentos de bacterias totales solo disminuyeron con cloro. Los coliformes y E. coli, indicadores de contaminación fecal, fueron eliminados eficazmente por el cloro, pero el PAA mostró resultados inconsistentes por concentraciones inadecuadas. El norovirus se detectó incluso en algunos casos con tratamiento, lo que demuestra la necesidad de una desinfección más rigurosa. Cryptosporidium no se detectó, pero la presencia de crAssphage indicó posible contaminación fecal humana.

Estos hallazgos refuerzan la importancia de una desinfección eficaz del agua. La detección de Salmonella spp., L. monocytogenes y E. coli patógena demuestra la necesidad de estrategias integrales para minimizar riesgos microbiológicos. Además, la presencia de bacterias viables pero no cultivables (VBNC) y esporas de Clostridium perfringens sugiere que es necesario mantener una vigilancia continua y mejorar los sistemas de desinfección. La implementación de sistemas de monitoreo en tiempo real del desinfectante residual —por ejemplo, para cloro— permite ajustar las dosis de forma inmediata y prevenir la sobre o subcloración.

Revisión sistemática de la literatura científica

Se llevó a cabo una revisión sistemática de la literatura en las bases de datos Scopus y Web of Science, para responder a dos preguntas clave:

• RQ1: ¿Qué datos y modelos existen que cuantifican la contaminación microbiológica del agua utilizada en la manipulación y procesamiento poscosecha de ffFVHs?
• Q2: ¿Qué parámetros, métodos y modelos microbiológicos y fisicoquímicos se utilizan para validar, verificar y/o monitorear la calidad del agua de proceso?

La búsqueda se realizó en dos fases: una primera selección de títulos y resúmenes, y luego un análisis de los textos completos. También se realizaron búsquedas avanzadas en sitios de agencias como AESAN, ANSES, FSA (UK), BfR, OMS, FAO y FDA, aunque estas no aportaron datos adicionales. De 123 artículos relevantes, 105 contenían datos útiles, y se extrajeron datos de 69 conforme al formato de plantilla Excel de EFSA.

La revisión reveló que la mayoría de los estudios se centraron en lechuga y frutos rojos, y los microorganismos más estudiados fueron Salmonella spp., E. coli O157:H7 y L. monocytogenes, junto con indicadores de higiene. Los métodos más comunes fueron los desinfectantes a base de cloro y la luz ultravioleta (UV), utilizados solos o en combinación. También se estudiaron el PAA, H₂O₂, ultrasonido y luz pulsada, principalmente a escala de laboratorio.

La eficacia del cloro para inactivar patógenos en agua de proceso disminuye con mayor DQO, y se observaron reducciones de entre 0 y 7 log. Se concluyó que cloro, UV y PAA pueden reducir la carga bacteriana, siempre que se ajuste la dosis según las propiedades del agua (pH, DQO). Los mejores indicadores fisicoquímicos de calidad del agua fueron la DQO, y en menor medida, los sólidos disueltos totales (TDS) y la turbidez. Parámetros como ORP, pH y temperatura son esenciales para asegurar la eficacia del desinfectante.

Modelado microbiológico y fisicoquímico del agua de proceso

Pocos estudios abordaron el monitoreo en línea. Entre ellos, la absorbancia UV mostró ser prometedora para evaluar la calidad del agua y predecir la demanda de cloro, mientras que sensores cronoamperométricos podrían calibrar detectores en línea de PAA residual.

El modelado del comportamiento de los peligros microbiológicos en el agua implicó: revisión bibliográfica de modelos, adaptación de modelos dinámicos, ajuste de parámetros y simulaciones para determinar las dosis óptimas de desinfectante. Se propuso un marco general basado en balances de masa, considerando factores microbianos, químicos y la DQO. Se aplicó la ley de acción de masas y, para la inactivación microbiana, se usó la cinética de Hill, que considera la materia orgánica de forma no lineal.

Este modelo general se simplificó para aplicarse a datos industriales de dos estudios, reproduciendo con éxito los resultados experimentales. Sin embargo, se desarrolló un modelo más específico para simular datos industriales con mediciones limitadas, el cual permitió comprender la interacción entre variables microbiológicas y fisicoquímicas en lavados industriales.

Simular operaciones sin desinfección permitió estimar con confianza las tasas de transferencia de contaminantes del producto al agua y su variabilidad entre visitas y matrices alimentarias. Las operaciones con desinfectantes permitieron analizar la dinámica de inactivación de bacterias totales y Listeria spp. mediante cloro.

Este informe incluye dos códigos de fuente abierta:

1. Para simular los casos modelados de FBOs.
2. Para simular escenarios hipotéticos útiles para el sector de ffFVHs.

Este último código permite validar prácticas alternativas de gestión del agua, ajustadas a productos específicos, y considerando dos tipos de intervención: desinfección del agua y reposición del agua.

Accede al estudio completo

Fuente

Gil MI, R. García M, Abadias M, Sánchez G, Sampers I, van Asselt E, Tudela JA,Moreno-Razo AS, Vilas C, Martínez-López N, Vanmarcke H, Hernandez N, Andujar S, Serrano V, Sabater D,Truchado P, van de Kamer D, van der Berg JP, Safitri R, Boxman I, Tuytschaever T, Vandenbussche C,Díaz-Reolid A, Anguera M and Plaza P 2025. Microbiological hazards associated with the use of water inthe post-harvest handling and processing operations of fresh and frozen fruits, vegetables and herbs(ffFVHs). EFSA supporting publication 2025:EN-8924. 504 pp. doi:10.2903/sp.efsa.2025.EN-8924