Modificazioni microbiologiche negli insaccati. Dr. Mauro Conter

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1 Modificazioni microbiologiche negli insaccati Dr. Mauro Conter 1

2 Salame: definizione 2 secondo il DM 21/09/2005 (MIPAF) il salame è: prodotto di salumeria costituito da carni ottenute da muscolatura striata appartenente alla carcassa del suino con aggiunta di sale ed eventualmente di carni di altre specie animali, macinate e miscelate con grasso suino in proporzioni variabili, ed insaccato in budello naturale o artificiale. Non possono essere chiamati salami gli insaccati fabbricati senza carni suine, prodotti di natura diversa, né quelli contenenti carni separate meccanicamente (cioè sfibrate).

3 Si tratta di un prodotto FERMENTATO 3

4 Conservazione degli alimenti attraverso la fermentazione 4 Gli alimenti che si conservano con la fermentazione, oltre al salame, sono numerosi: vino, birra, yogurt, formaggi, prodotti da forno (panettone), insilati. Tutti questi alimenti hanno in comune: necessitano di operazioni preliminari per la preparazione, necessitano di contenitori adeguati (budello), vengono prodotti in assenza di aria. Al termine delle fermentazioni: gli zuccheri fermentescibili devono essere esauriti, il ph deve essere basso.

5 L effetto delle fermentazioni e della stagionatura porta a: Abbassamento dell umidità, Abbassamento dell attività dell acqua, Abbassamento del ph 5

6 6 I microrganismi in grado di svilupparsi in condizioni di anaerobiosi, di tollerare bassi ph e di dare origine a fermentazioni gradevoli non sono molti e sono: i lieviti (fermentazione alcolica) i batteri Nel caso dei salumi, i microbi che intervengono sono quelli lattici, mentre i lieviti hanno un ruolo secondario.

7 I Batteri Rappresentano un gruppo molto numeroso di organismi, distinti dagli animali e dai vegetali a causa dell organizzazione cellulare. Sono organismi molto piccoli. Fanno parte del Regno Procarioti. 7

8 Alcuni batteri svolgono un azione utile per la maturazione Altri hanno effetti negativi: Batteri alteranti Batteri patogeni 8

9 Le fermentazioni spontanee e quelle con colture microbiche selezionate 9 I prodotti fermentati sono molto antichi. Quando la materia prima viene messa in condizioni adeguate, i processi fermentativi partono spontaneamente ad opera di microrganismi che naturalmente la contaminano. Oggi si conoscono bene i microrganismi che danno luogo alle fermentazioni utili e le condizioni che permettono il loro sviluppo. In certi casi, affidare i processi fermentativi ai batteri che naturalmente contaminano le carni può essere pericoloso, perché non tutti sono in grado di dare risultati ottimali. Per questo si può intervenire con l aggiunta di colture microbiche selezionate di ceppi idonei

10 Umidità = contenuto di acqua UR (%)

11 Attività dell acqua = acqua libera 0,98 0,96 Aw 0,94 0,92 0, ,

12 ph = acidità 5,8 5,6 5,4 ph 5,2 5,0 12 4,

13 I salami 13

14 Salami a lenta acidificazione o a lunga stagionatura 14 La definizione non si riferisce solo al tempo di stagionatura, ma anche al tempo durante il quale si sviluppano e arrivano a termine le fermentazioni. La variazione di ph è limitata e dopo aver raggiunto il minimo a 5,0-5,3 attorno alla 2-3 settimana, risale durante la stagionatura. Micrococchi e lattobacilli sono i generi microbici principali. I primi divengono la popolazione dominante già dai primi giorni. I lattobacilli si moltiplicano più lentamente e il loro numero resta più o meno costante fino a fine stagionatura. L inattivazione dei patogeni e degli alteranti è legata all abbassamento dell aw (stagionatura e sale).

15 Salami a rapida acidificazione In questi salami si ha una prima fase di fermentazione, nella quale i lattobacilli divengono rapidamente la flora dominante e acidificano l impasto, inibendo i patogeni e gli alteranti. La velocità di diminuzione del ph e il valore a fine stagionatura sono le caratteristiche principali di questi prodotti. 15

16 16 I processi fermentativi

17 L impasto come terreno nutritivo Per vivere, i batteri hanno bisogno di sostanze nutritive La carne tritata rappresenta un mezzo nutritivo per molti microrganismi, grazie al contenuto in elementi nutritivi (azoto, carbonio, vitamine, acidi organici, acqua, ecc.). Le carni, però, sono ricche di composti azotati (proteine) e carenti in carboidrati (o zuccheri). 17

18 I microrganismi dell impasto Dopo triturazione la carne contiene molte cellule microbiche di gruppi differenti La loro presenza è dovuta a contaminazione ambientale durante le fasi di lavorazione. 18

19 Tali microrganismi appartengono alle seguenti famiglie 19 Micrococcacee: micrococchi e stafilococchi (Staphylococcus e Kocuria) Batteri lattici a cellule sferiche (Streptococcus, Pediococcus, Enterococcus), a con cellule bastoncellari (Lactobacillus) Enterobatteriacee (coliformi, E. coli, Salmonella e altri). Batteri anaerobi quali Clostridium botulinum Altri batteri Gram + quali Listeria monocytogenes Lieviti Muffe (Penicillium e Aspergillus)

20 Micrococcacee Lactobacillus Lattici 20 Staphylococcus Pediococcus

21 Sviluppo microbico 21 Le condizioni che si vengono a creare nell impasto dopo l insacco, dovute alla presenza di sale, nitrati, nitriti, zuccheri, alla temperatura di esposizione e allo stato di anaerobiosi, sono tali da inibire lo sviluppo della maggior parte dei microrganismi prima elencati. In particolare il sale inibisce le Enterobatteriacee. I nitriti agiscono sui clostridi (es. C. botulinum). In definitiva i batteri che riescono a moltiplicarsi nell impasto sono i micrococchi (aerobi), gli stafilococchi, i lattobacilli e i pediococchi, gli enterococchi

22 I micrococchi e gli stafilococchi 22 Ai rappresentanti della fam. Micrococcacee viene attribuita una partecipazione importante alle fermentazioni. Sono aerobi obbligati e quindi hanno scarsa possibilità di sviluppo prolungato. All inizio, dopo l insacco, nell impasto rimane una certa quantità di aria che ne consente uno sviluppo immediato. Si tratta infatti, di batteri vigorosi, presenti in buon numero nelle carni e favoriti dalle condizioni ambientali.

23 Funzioni 1 consumano l ossigeno presente nell impasto, e creano le condizioni di anaerobiosi; riducono i nitrati a nitriti e quindi rendono attivi questi composti nei confronti dei batteri nocivi (clostridi); eliminano l acqua ossigenata eventualmente prodotta dai lattobacilli; 23

24 Funzioni 2 posseggono attività proteolitica, anche se non molto elevata. sono coinvolti nell attività lipolitica, cioè nella liberazione degli acidi grassi; successivamente gli aa. grassi liberi possono essere ossidati per formare composti che impartiscono gusti gradevoli. 24

25 Presenza di Staphylococcus aureus 25 S. aureus può svilupparsi nell impasto dei salami: ha un buon grado di alofilia, è aerobio- anaerobio facoltativo, sviluppa bene tra i 15 e i 20 C ed è sempre presente nelle materie prime sull uomo. Il numero di cellule presenti dopo l insacco varia notevolmente, ma generalmente è intorno a 10 3 /g (1.000/g). S. aureus è ostacolato da bassi valori di ph.

26 Staphylococcus aureus Non altera il prodotto Può produrre tossine dannose per l uomo termo-stabili causano vomito entro 3 ore dall ingestione Si trova sulla cute di animali e UOMO IGIENE Coltelliere (82 C) 26

27 I batteri lattici 27 I batteri lattici, e in particolare i lattobacilli, costituiscono la flora microbica principale. Le loro caratteristiche di tolleranza al sale, ai nitriti, il comportamento verso l O 2, la capacità di svilupparsi a bassi valori di ph, la presenza iniziale in buon numero nelle carni, consentono rapidi sviluppi negli impasti. Si moltiplicano dopo i micrococchi e si moltiplicano più intensamente. Sono più esigenti in fatto nutrizionale, ma nell impasto trovano tutto ciò di cui necessitano.

28 Specie Tutti i batteri lattici possono svilupparsi nei salami: i lattobacilli omo ed eterofermentanti, gli streptococchi e i pediococchi Predominano i lattobacilli mesofili omofermentanti, (Lactobacillus plantarum, L. casei subsp. pseudoplantarum, L. curvatus, L. sake). Buone possibilità di moltiplicarsi hanno anche gli eterofermentanti, quali L. brevis e L. fermentum. Occasionali sono i pediococchi Pediococcus acidilactici e P. pentosaceus. 28

29 Batteri lattici omofermentanti: dalla fermentazione degli zuccheri producono solo acido lattico e anidride carbonica Batteri lattici eterofermentanti: dalla fermentazione producono acido lattico, ma anche acido acetico, alcol etilico (etanolo), anidride carbonica (maggiori quantità). 29

30 Funzioni 30 Svolgono le funzioni più importanti. Riducono il nitrito a ossido d azoto (colore). Sono gli agenti delle fermentazioni lattiche degli zuccheri e sono fortemente acidogeni a causa della formazione di ac. lattico (omof.) o di ac. lattico e ac. acetico (eterof.). Il loro sviluppo è molto rapido: già dopo 3-4 gg dall insacco sono presenti in numero elevato e tutti gli altri gruppi risultano sopraffatti. La conseguenza di questo sviluppo è l esaurimento degli zuccheri e l abbassamento del ph. L abbassamento del ph determina la coagulazione proteica, il contributo positivo alla formazione del colore e la stabilità microbiologica del prodotto.

31 L azione acidificante Il ph dei salami a fine fermentazione, dovrebbe essere pari o inferiore a 5,3. Questi valori di ph permettono alla carne di rilasciare rapidamente l umidità. Una fermentazione inadeguata porta a un insufficiente asciugamento, a prodotti molli, a collasso del prodotto e ad altri inconvenienti e rende possibile lo sviluppo di batteri alteranti o tossigeni. 31

32 ph 6 5,8 5,6 5,4 5,2 5 4, Giorni di fermentazione

33 Gli Zuccheri (i carboidrati) 33 L impasto dei salami contiene zuccheri (glucosio) che vengono convertiti ad ac. lattico. Le quantità iniziali sono basse ed è quindi possibile aggiungere zuccheri. L impiego dei diversi zuccheri non è indifferente: il glucosio e il saccarosio vengono rapidamente fermentati, il lattosio dà origine a processi più lenti, ostacolando la disacidificazione che avviene nella seconda parte della maturazione ad opera delle muffe. Per questo motivo, mentre l aggiunta di saccarosio o glucosio varia tra lo 0,1 e lo 0,2%, il lattosio deve essere impiegato in quantità superiori (0,5-2%).

34 Glucosio Fruttosio Galattosio 34 Saccarosio Lattosio

35 L inibizione di altri batteri L azione dei nitriti è più intensa quanto più è basso il ph. L ac. lattico inibisce la crescita di microbi sensibili ai nitriti o al ph basso anche per azione diretta sulle cellule. I lattici e i pediococchi producono batteriocine attive soprattutto verso S. aureus. 35

36 Formazione di amine tossiche Gli alimenti fermentati contengono una certa quantità di amine tossiche, soprattutto istamina e tiramina. La quantità dipende dalla durata della stagionatura. Sono prodotte da batteri che degradano gli aminoacidi. 36

37 Riepilogo delle fermentazioni 37

38 Le fermentazioni naturali 1 Il primo fatto che si verifica è l inibizione della maggior parte dei batteri per effetto della salagione, a vantaggio di micrococcacee e lattici. I primi batteri che si moltiplicano sono i micrococchi, il cui sviluppo si ferma quando termina l ossigeno. Seguono poi gli stafilococchi, i lattici e i pediococchi 38

39 Lattobacilli Enterococchi Coliformi Micrococcacee Stafilococchi coagulasi positivi

40 Le fermentazioni naturali 2 Per effetto di questi sviluppi si verifica: esaurimento dell ossigeno, riduzione dei nitrati a nitriti, esaurimento degli zuccheri fermentescibili, abbassamento del ph, idrolisi delle proteine e dei grassi. 40

41 Le fermentazioni naturali 3 41 Se i lattici sono scarsi si può sviluppare S. aureus, possono prendere il sopravvento i lattici eterofermentanti che producono anidride carbonica (gonfiore, presenza di piccole cavità) e acido acetico (gusto non gradevole). La mancanza del rispetto delle norme igieniche porta a sviluppo eccessivo di coliformi o di streptococchi fecali (alterazioni del gusto e del profumo).

42 Le fermentazioni guidate 1 42 Prevengono alcuni inconvenienti che si possono verificare con le fermentazioni naturali. Le colture più usate comprendono i lattici che devono avere alcune caratteristiche: Tolleranza verso il sale, Resistenza ai nitriti, Temperatura di sviluppo intorno a C, Produzione di solo ac. lattico, Azione proteolitica e lipolitica, Inibizione dei batteri nocivi.

43 Le fermentazioni guidate 2 43 Il batterio lattico più idoneo è Lactobacillus plantarum (altri: L. sake, L. alimentarius): Alotollerante, resiste ai nitriti, sviluppa anche a meno di 20, è omofermentante, inibisce S. aureus. Presente nelle fermentazioni naturali. All inizio si sono affermati i pediococchi (P. acidilactici e P. pentosaceus) facilmente liofilizzabili. Spesso associate le tre specie

44 Preparazione e uso degli starter Gli starter devono essere aggiunti all impasto in modo da partire da 10 6 ( ) batteri/g di impasto. Le colture possono essere liofilizzate o congelate (o prodotte nel salumificio). 44

45 I batteri indesiderati Le carni presentano un certo grado di inquinamento microbico Macellazione, acqua di scottatura, eviscerazione Sezionamento e lavorazione 45

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47 Specie indesiderate più frequenti Patogene Alteranti 47

48 Specie Origine Enterobatteriacee e Coliformi Escherichia coli Salmonella Staphylococcus aureus Clostridium botulinum Ambiente, feci, carni animale & uomo Cute animale & uomo Ambiente, terra spezie Listeria monocytogenes Ambiente, carni 48 Lattici eterofermentanti Ambiente, carni

49 Soluzioni 1. Igiene 2. Igiene 3. Igiene 4. Igiene 5. Igiene 6. Igiene 49

50 Le muffe 50 Nelle celle di maturazione, le spore fungine vengono a contatto con il budello e iniziano a moltiplicarsi. All inizio il micelio si localizza nelle parti sotto le quali si trova la parte magra dell impasto. Dapprima rado, il micelio si infittisce e copre tutta la superficie. Il colore preferito è il bianco o il bianco grigio (in alcuni casi si usa la fecola di riso)

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53 Le specie fungine più frequenti 53 Il genere più frequente è Penicillium è il primo a svilupparsi Specie a micelio bianco e specie a micelio verde Altri generi sono: Aspergillus e Cladosporium si sviluppano in un secondo momento, quando si abbassa l aw Esistono anche specie tossiche (micotossine) Lo sviluppo non è solamente superficiale, ma anche nell interno del prodotto

54 Funzioni 54 Permettono un asciugamento più uniforme del prodotto, Riducono il calo in peso di circa il 7%, Facilitano la sbucciatura della pelle del salame, Disacidificano il salame consumando l ac. lattico e portano il ph a 6 (fine stagionatura) (dall esterno all interno), Impediscono l ossidazione dei grassi, Hanno azione lipolitica e proteolitica, Migliorano le caratteristiche organolettiche

55 Le muffe selezionate In alcuni casi è possibile utilizzare una flora fungina selezionata per guidare l ammuffimento. Le muffe devono: Sviluppare agevolmente sugli insaccati, Non produrre tossine, Avere micelio bianco o bianco-grigio, Avere attività proteolitica e lipolitica. 55

56 Ultima nota: Alcuni additivi 56 NITRATI E NITRITI Aggiunto Residuo E 249 Nitrito di potassio 15 g/q 50mg/kg E 250 Nitrito di sodio 15 g/q 50mg/kg sale nitritato o nitrisal: 50% sale + 50% nitrito 30 g/q E 251 Nitrato di sodio 30 g/q 250mg/kg E 252 Nitrato di potassio 30 g/q 250mg/kg (salnitro) Ac. ASCORBICO E 300 Acido l-ascorbico 200 g/q