Modo de seleccionar el microbicida más adecuado para un nutriente

La nutrición o engrase tiene como objetivo separar las fibras y lubricarlas, otorgando así turgencia, tacto suave, flexibilidad y mayor resistencia al desgarro y al alargamiento al cuero curtido.

Los nutrientes utilizados en la industria del cuero tienen diverso origen y distinta composición química. ^(1,2,3) Una clasificación resumida desde el origen de los engrasantes actualmente usados, sería:

Aceite de patas vacunas

Aceite de cerdo

Animales Aceite de potro

Aceites de pescado

Aceites de mamíferos marinos

Aceite de pollo

Lanolina

Naturales

Aceites de oliva, ricino, maní, Vegetales coco, arroz, palma, algodón.

Lecitina de soja.

Sustancias

Minerales Hidrocarburos parafínicos y

Engrasantes nafténicos.

Cualquier grasa o aceite natural que haya sido sometido a algún tratamiento químico para me- Modificadas jorar sus propiedades de emulsionabilidad y

estabilidad.

Pueden ser grasas y aceites sulfatados, sulfita-

dos, sulfonados, oxisulfitados, sulfoclorados,

clorados, fosfatados o saponificados.

De Síntesis Sustancias sintéticas con poder lubricante.

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El curtidor elegirá el o los nutrientes a usar, teniendo en cuenta el artículo y las propiedades a obtener.

Debido a la diversidad de origen y composición de los nutrientes, existen grandes diferencias en lo que respecta al tipo y cantidad de contaminación microbiológica que contienen y a su resistencia frente al ataque microbiológico externo. Por ejemplo, un nutriente que provenga de síntesis probablemente no necesitará protección microbiológica ⁽⁴⁾ y, en el otro extremo del espectro, la lecitina de soja requerirá una eficiente protección.

Los engrases pueden contener bacterias, hongos y levaduras o pueden ser poco resistentes a la contaminación por estos microorganismos que ocasionan una serie de problemas, debido a lo que se hace necesario el uso de microbicidas en su formulación para lograr los siguientes objetivos:

a) Preservación en el envase

Las bacterias pueden ocasionar descomposición de las materias grasas, con la consecuente modificación en sus propiedades físicas y presencia de olores desagradables.

Los hongos crecen sobre la superficie del engrase, otorgándole mal aspecto.

Las levaduras pueden producir descomposición de los engrases y calentamiento e hinchamiento en los envases.

El o los microbicidas a usar deberán controlar el desarrollo de la mayoría de los microorganismos comprendidos en los tres tipos citados.

b) Resistencia a la contaminación externa

El fabricante de engrases deberá tener en cuenta que su producto estará sometido a la contaminación microbiológica externa, una vez abierto el envase. En la curtiembre puede ocurrir que los envases queden abiertos y/o que se les introduzcan objetos tales como jarras, espátulas, etc., que sean portadores de microorganismos.

El microbicida elegido deberá proporcionar resistencia frente a este tipo de contaminación.

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c) Control de eflorescencias

Las eflorescencias grasas en el cuero tienen distintas causas y una de ellas es microbiológica. Las bacterias lipolíticas son capaces de descomponer las grasas por la acción de sus enzimas, llamadas lipasas. Los ácidos grasos resultantes pueden migrar a la superficie del cuero, manchándolo. Además, el cuero perderá las propiedades buscadas con la aplicación del nutriente, ya que este se habrá modificado. ^{( 5, 6 )}

d) Control del aporte de microorganismos al cuero

El cuero curtido que recibirá la nutrición, normalmente contiene un fungicida que, a las dosis comúnmente usadas, le otorga resistencia frente al ataque de hongos y levaduras a largo plazo, además es una práctica habitual dosificar un fungicida con el engrase. Sin embargo, se han observado casos de manchas ocasionadas por hongos y/o levaduras en cueros semiterminados, que contenían la cantidad correcta de fungicida, determinada analíticamente. Esto llevó a identificar los microorganismos causantes de las manchas y se encontró que eran los mismos contenidos en alguno de los engrases empleados en la nutrición. Esto se puede deber a una mala distribución del fungicida en el cuero con la consecuente existencia de zonas menos protegidas o a la presencia de un microorganismo especialmente resistente. Por este motivo, es muy importante que el engrase no aporte contaminación microbiológica.

SELECCION DEL MICROBICIDA

Los microbicidas adecuados para preservar engrases deben cumplir las siguientes condiciones:

a) Afinidad con el medio ambiente

El fabricante de engrases debe conocer la lista de bases químicas permitidas desde el punto de vista ambiental y sus proveedores deberán limitar su oferta a dicha lista.

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En el presente trabajo se han ensayado los siguientes microbicidas:

• Producto A - Sales sódicas de ortofenil fenol y p-cloro m-cresol
• Producto B - Mezcla de isotiazolinonas
• Producto C - Mezcla de metilenbistiocianato y 2-(tiocianometiltio)

• Producto D - Compuesto organosulfurado
• Producto E - Triazina

b) Compatibilidad con el engrase

• Aniónicos

  Catiónicos

  No iónicos

  Anfóteros

Este carácter es el factor de mayor influencia en la compatibilidad del nutriente con el microbicida. Para determinar dicha compatibilidad se procede de la siguiente manera:

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c) Funcionalidad

Una vez determinada la compatibilidad, se procederá a realizar los siguientes análisis microbiológicos sobre las muestras aprobadas y sobre una muestra en blanco, es decir, sin microbicida.

BACTERIAS

Determinación de la cantidad de bacterias aeróbicas y facultativas totales

En el presente trabajo se utilizó el método tradicional de cultivo en placas de Petri, con agar nutritivo, en estufa a una temperatura constante de 37°C, por 48 horas y posterior conteo de colonias.

HONGOS Y LEVADURAS

1) Determinación de la contaminación propia del engrase

•  

  Tocar apenas la muestra con un ansa estéril y realizar un "estriado" en una placa de Petri, también estéril y conteniendo agar glucosado Sabouraud.

  Dejar la placa a una temperatura de 20-28°C, durante cinco días.

  Si el engrase contiene contaminación propia, a simple vista, se podrá observar el desarrollo de hongos y/o levaduras.

2) Determinación de la resistencia frente a la contaminación externa

• Inocular una suspensión de esporas que contenga como mínimo 10⁴ UFC/ml de por lo menos cuatro especies de hongos en placas de Petri estériles y conteniendo agar glucosado Sabouraud.

  Colocar alrededor de dos gramos de muestra al centro de las placas de Petri.

Dejar las placas en un lugar oscuro, a una temperatura de 20-28°C, durante cinco días.

•  
• Observar las placas de Petri. Si el microbicida es efectivo se verá una zona sin desarrollo de hongos, alrededor de la muestra.

Las determinaciones descritas anteriormente son absolutamente necesarias para poder llegar a una conclusión válida. Las que siguen son opcionales y dependen de los requerimientos del fabricante.

d) Resistencia frente a la recontaminación

Si se sabe de antemano que el engrase va a estar sometido a condiciones severas de contaminación externa, se puede determinar la resistencia frente a ella, de la siguiente manera:

•  
• Dejar el engrase en un recipiente abierto e introducir diariamente una espátula o varilla contaminada con tierra, agua, ínfimas cantidades de un engrase degradado microbiológicamente o una suspensión de esporos de hongos.
•  
• Mantener el engrase en estas condiciones durante el tiempo que se considere que estarán en uso los envases industriales en la curtiembre.
•  
• Realizar los mismos análisis que determinaron la funcionalidad del microbicida. Si éste proporcionó resistencia frente a la contaminación externa, los resultados deberán ser equivalentes.

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e) Estabilidad durante el almacenaje

Actualmente no se mantienen altas existencias de productos químicos en las curtiembres. Por esta razón y, por lo general, esta condición es de escaso interés. Sin embargo, hay casos en los que se la deberá tener en cuenta, por ejemplo, cuando los engrases van a ser exportados.

En tales casos, seguramente el fabricante realizará un ensayo de "envejecimiento acelerado", cuyos resultados permitirán prever en cuanto tiempo se producirá la oxidación de la grasa, con su consecuente rancidez. Este ensayo se realiza colocando una muestra de grasa, contenida en un vaso tapado con un vidrio de reloj, en estufa a una temperatura de 60°C y observando, diariamente, las condiciones de color y olor. El ensayo termina cuando se percibe olor a rancidez. ^{( 7 )}

El proveedor de microbicidas puede realizar este ensayo sobre dos muestras del engrase preservado con su producto, colocadas en la estufa con un día de diferencia. Cuando la primera muestra tenga signos de rancidez, sacar también la segunda muestra de la estufa y realizar los análisis que determinaron la funcionalidad del microbicida. Los resultados deberán ser equivalentes a los obtenidos en esa oportunidad.

f) Efectividad en el reprocesamiento de engrases contaminados

En algunos casos, es posible reprocesar un engrase contaminado. El primer paso para determinar esta posibilidad es conocer cuáles son los microorganismos causantes de la contaminación, utilizando el procedimiento descrito en c).

Si la contaminación se debe exclusivamente al crecimiento de hongos, una limpieza superficial y un buen fungicida los eliminará y el engrase recuperará su aspecto original. Para evaluar los resultados obtenidos se usa el mismo procedimiento que para determinar la resistencia frente a la contaminación externa que se describe en c).

Si el engrase ha sido descompuesto por la acción de levaduras y/o bacterias, no vale la pena intentar su reprocesamiento. Un producto efectivo puede eliminar la presencia de estos microorganismos y detener el proceso de descomposición, pero el engrase no recuperará sus propiedades originales.

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Nota : Normalmente, los nutrientes se entregan a la curtiembre en forma de emulsión del tipo "aceite en agua ". El agua es el vehículo que lleva la grasa al interior del cuero, donde se rompe la emulsión, quedando el engrase sobre las fibras. El agua es un factor importante por dos motivos. En primer lugar, puede ser fuente de contaminación por lo que se aconseja al fabricante usar agua potable, es decir libre de microorganismos, en todas sus formulaciones. Por otra parte, la presencia de agua facilita el crecimiento de la mayoría de los microorganismos, para los que es un requerimiento nutricional. Los ensayos descritos anteriormente, se deben realizar sobre la emulsión de la grasa en agua, tal como se ofrece al mercado.

VALORES QUE DEFINEN LA APROBACION DE UN MICROBICIDA

Basándose en la correlación de una importante cantidad de datos obtenidos en laboratorio con la existencia o no de problemas, consideramos que un microbicida otorgará buena preservación a un nutriente, si los valores obtenidos en los ensayos son:

BACTERIAS

El conteo de bacterias aeróbicas y facultativas totales debe ser menor que:

1,0 x 10³ col/gr.

HONGOS Y LEVADURAS

El tamaÒo del halo de preservación frente al ataque de hongos debe ser:

Mínimo - 1,0 cm.

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CASOS EXPERIMENTALES

A continuación se describen ensayos realizados sobre engrases provenientes de tres fabricantes, a los que denominaremos A, B, y C.

Fabricante A

Muestra : Lanolina

Microbicidas ensayados: A, B, C y D

•  
• Los productos A, B, y C mostraron ser compatibles con el engrase. El microbicida D produjo un ligero cambio en el color y por eso fue desechado.
•  
• El resultado del "estriado " de la muestra sin microbicida fue negativo.
•  
• Los resultados de los ensayos de funcionalidad fueron los siguientes:

Tabla A1

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De estos resultados se puede concluir que el microbicida más adecuado es el producto C.

El fabricante A exporta los engrases a su filial en un país limítrofe, donde mantiene un moderado stock. Por esta razón, se realizaron los ensayos de "envejecimiento acelerado" y, posteriores análisis microbiológicos, sobre muestras preservadas con 0,5% y 1,0% del producto C. Los resultados fueron:

Tabla A2

Estos resultados muestran que, si este engrase va a estar almacenado, es conveniente usar una dosis de 1,0% del producto C.

Fabricante B

Muestra N°1: Aceite de patas vacunas sulfonado

Microbicidas ensayados: A, B, C, y D

• El microbicida B mostró ser incompatible con el engrase.
• El resultado del estriado de la muestra sin microbicida fue negativo.
• Los resultados de los ensayos de funcionalidad fueron los siguientes:

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Tabla B1

Estos resultados son el resumen de dos series de análisis. La primera se realizó sobre la muestra en blanco y sobre muestras conteniendo 0,5% de los productos A, C, y D y 1,0% del producto D y sirvió para elegir el producto A. La segunda serie se realizó sobre la muestra en blanco y sobre muestras conteniendo 0,5%, 0,4% y 0,3% del producto A. Los resultados obtenidos con las muestras repetidas fueron los mismos a los obtenidos en la primera serie y de esta manera se determinó que la dosis a usar es 0,3%.

Muestra N°2: Aceite de potro sulfatado

Microbicidas ensayados: A, B, C, y D

• Los microbicidas B y C produjeron "corte " de la grasa.
• El resultado del "estriado "de la muestra sin microbicida fue negativo.
• Los resultados de los ensayos de funcionalidad fueron los siguientes:

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Tabla B2

Estos resultados son el resumen de dos series de análisis. La primera se realizó sobre la muestra en blanco y sobre muestras conteniendo 0,5% de los productos A y D y 1% del producto D, en la que se determinó que el producto más adecuado era el A, a una dosis de 0,5%. Tratando de lograr una reducción en el costo del tratamiento y, tomando en cuenta que el producto D, que es más económico, proporcionó resultados muy cercanos a los valores requeridos, se intentó combinar ambos microbicidas buscando una acción sinérgica. La segunda serie se realizó repitiendo la muestra en blanco, la muestra con 0,5% del producto A, la muestra con 1,0% del producto D y se agregaron distintas combinaciones de los dos productos, dosificados por separado. Los resultados obtenidos combinando 0,3% del producto A y 0,5% del producto D son los más satisfactorios ya que son técnicamente equivalentes a los obtenidos con 0,5% del producto A, pero su costo es aproximadamente 20% menor.

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Fabricante C

Los ensayos se iniciaron con un engrase en base a lecitina de soja, que mostraba claros signos de degradación microbiológica.

Los análisis realizados sobre el engrase degradado dieron los siguientes resultados:

• Conteo de bacterias aeróbicas y facultativas totales:

6,8 x 10⁵ col/gr.

• Estriado : Positivo, con importante desarrollo de levaduras

El valor del conteo de bacterias era demasiado alto como para intentar un reprocesamiento y por eso se inició una serie de ensayos sobre el mismo engrase recién fabricado, con el objetivo de lograr una mejor preservación del mismo.

El primer paso fue la determinación de la contaminación propia del engrase, cuyos resultados fueron:

• Conteo de bacterias aeróbicas y facultativas totales:

1,0 x 10¹ col/gr.

• Estriado : Positivo, con escaso desarrollo de levaduras

Estos resultados indican claramente que el engrase en sí mismo no contiene una carga contaminante que pueda producir su degradación y que el objetivo a lograr era otorgarle resistencia frente a la contaminación externa.

Se ensayaron los productos A, B, C, D y E y combinaciones de ellos, en busca de efectos sinérgicos.

El siguiente es un resumen de los resultados obtenidos:

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Tabla C1

Estos resultados permitieron elegir los productos B y C. Con el objetivo de optimizar las dosis y, considerando que se partió de un problema, se realizó una serie de ensayos recontaminando la muestra en blanco (1) con el engrase degradado y con cepas aisladas de hongos. Los resultados fueron los siguientes:

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Tabla C2

RC-Engrase degradado microbiológicamente

Inóculo-Cepas aisladas de Aspergillus níger, Aspergillus flavus y Penicillium sp., obtenidas del CITEC.

Ambos productos mostraron efectividad frente a la contaminación externa y a los microorganismos capaces de degradarlo. Por tanto, la elección debería basarse en el costo y en los datos de toxicidad. El producto B es más económico y su LD₅₀ (rata macho) es de 3810 mg/Kg., frente a una LD₅₀ (rata macho) de 280 mg/Kg. del producto C. Por estas razones se continuó ensayando el producto B, de la siguiente manera:

Tabla C3

Estos resultados indican que el producto más adecuado es el B, a una dosis mínima de 0,3%.

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Todos los ensayos descritos obedecen al criterio práctico de "prueba y error " y, como no requieren una estructura de laboratorio especial, pueden ser realizados por el fabricante de nutrientes en sus propias instalaciones. Un criterio más técnico consideraría la identificación de microorganismos y la determinación de la concentración inhibitoria mínima (CIM), para las que se requiere un laboratorio especializado en microbiología.

La concentración inhibitoria mínima (CIM) es la mínima concentración de un ingrediente activo o de un microbicida formulado, expresada en ppm, que inhibe el desarrollo de un microorganismo específico. Existen grandes diferencias entre los valores de las CIM obtenidos por distintos autores y métodos ⁽⁸⁾ y por esta razón, si se utiliza este concepto, se deberá seguir un solo criterio.

El conocimiento de las CIM y la identificación de microorganismos tienen valor práctico en algunos casos. Por ejemplo, si se cuenta con un engrase degradado y su correspondiente muestra fresca, se podrían identificar los microorganismos que ocasionaron la degradación y, a partir del conocimiento de las CIM correspondientes, hacer una primera elección de los productos a ensayar. Otro caso se presenta cuando con la dosificación de un microbicida se obtiene un buen halo de preservación frente al ataque de hongos, pero dentro de la zona del halo se observa el crecimiento de algunas colonias. Esto querría decir que se está frente a la presencia de un hongo o levadura resistente al producto ensayado. En este caso se podría aislarlo, identificarlo y conociendo la correspondiente CIM, ensayar un producto más efectivo para ese microorganismo, solo y/o en combinación con el primero.

A título informativo, nos referiremos a la CIM de los productos B y C, para algunos microorganismos.

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Por lo general, estas concentraciones son muy inferiores a las que se requieren en la realidad. Por ejemplo, en el caso del Fabricante C, se logró un control satisfactorio de Aspergillus niger con 3000 ppm del Producto B, valor que supera cinco veces a la CIM determinada en laboratorio.

Conclusiones

Para obtener una buena preservación de los nutrientes se requiere la realización de una serie de ensayos que asegure la correcta elección del o los microbicidas a usar. Debido a las grandes diferencias que existen en la composición de los nutrientes y en su comportamiento frente a los microorganismos, los ensayos se deben realizar para cada engrase en particular. Los procedimientos descritos en este trabajo son relativamente sencillos y pueden ser aplicados en el laboratorio de la fábrica. Aunque sea deseable, raras veces será posible, usar un solo microbicida para todos los engrases producidos, salvo que se resignen el costo y los criterios de toxicidad.

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Bibliografía

(1) Adzet J. M., Serra Sercós y otros," Química de Tenería ", Barcelona p. 476 ( 1985 )

(4) Retzsch C. E., Chemistry and Technology of Leather - Ch. 33, p. 66 ( 1962 )

(5) Poré J. "La nourriture du Cuir ", Societé des Publications "Le Cuir ", p. 308 ( 1974 )

(6) Wilson H. R., Merrill H. B. and Higby W. M. - JALCA, Vol 49, p. 404 ( 1954 )

Agradecimientos

Los autores agradecen la valiosa colaboración del Centro de Investigación de Tecnología del Cuero (CITEC), M. Gonnet, Argentina , de la firma Juan Naab S. A. y de los Sres. Ruben De Bonis y Sergio Castro d’Avis.