Microbiologia dell aria

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1 Microbiologia dell aria Abstract convegno in occasione di SICURA presso 09 Modena Fiere 2009 ALL RIGHT RESERVED Prof. Giuseppe Comi Dipartimento di Scienze degli Alimenti Facoltà di Agraria Università degli Studi di Udine Lo stato igienico-sanitario di un alimento pronto per il consumo dipende da: stato igienico-sanitario di materie prime, ingredienti e additivi aggiunti condizioni igieniche generali dello stabilimento, e in particolare di attrezzature, utensili, superfici condizioni igienico-sanitarie di chi manipola gli alimenti condizioni igieniche di conservazione del prodotto prima della vendita e durante la commercializzazione condizioni igienico-sanitarie al momento della preparazione per il consumo CONTAMINAZIONI PRIMARIE Si verificano negli alimenti in fase di produzione (materie prime) Microrganismi presenti nelle acque Microrganismi presenti nell aria Microrganismi presenti nel suolo Microrganismi naturalmente presenti nell animale CONTAMINAZIONI SECONDARIE Si verificano negli alimenti in fase di lavorazione Microrganismi presenti sulle superfici destinate a venire a contatto con gli alimenti Microrganismi provenienti dal personale Microrganismi provenienti da contaminazioni nel corso delle operazioni tecnologiche operate nell industria alimentare CONTAMINAZIONI TERZIARIE Si verificano negli alimenti in fase di conservazione e commercializzazione

2 Microrganismi presenti sulle superfici destinate a venire a contatto con gli alimenti Microrganismi provenienti dal personale Microrganismi provenienti da celle di stoccaggio in azienda alimentare CONTAMINAZIONI QUATERNARIE Si verificano negli alimenti a livello domestico e della ristorazione collettiva durante la preparazione dei cibi per il consumo Microrganismi presenti nelle acque Microrganismi presenti nell aria Microrganismi presenti nel suolo Microrganismi provenienti dal personale... AMBIENTE INTERNO L ambiente delle aziende di trasformazione influisce sul grado di contaminazione di un alimento L ambiente delle aziende di trasformazione influisce sul grado di contaminazione di un alimento Origine della contaminazione confinata all interno dell azienda Strutture Impianti Superfici Materiali Aria esterna Prodotti Personale L ARIA CONFINATA L aria confinata dei locali trasporta microrganismi provenienti da altre fonti attraverso: goccioline d acqua polveri pulviscolo I microrganismi per diffondersi nell aria devono farsi trasportare, non sono in grado di viaggiare da soli

3 Più piccoli sono i microrganismi Più piccole sono le particelle Più sono trasportati Mobilità del Bioaerosol Regolato da fattori fisici-chimici e biologici Moti browniani Forza gravitazionale Correnti d aria Temperatura e umidità Microrganismi del bioaerosol Micrococcus Staphylococcus Corynebacterium Penicillium Rhizopus Aspergillus Cladosporium Lieviti (sporigeni asporigeni) Origine della contaminazione aeroportata nelle aziende alimentari Apertura porte e finestre Impianti di ventilazione Residui di prodotti alimentari Materiale per imballaggio Comportamento degli operatori Presenza di insetti e roditori Fattori influenzanti la presenza di germi vivi in aria

4 Attività umane Fattori fisico-chimici > Temperatura > Umidità Come minimizzare la contaminazione aeroportata Limitare/evitare correnti d aria Manutenzione impianti di ventilazione Asportazione residui di lavorazione Eliminazione cartonaggi in produzione Prevenire le infestazioni Formare/educare il personale Sanificazione ambiente/impianti Come minimizzare la contaminazione dell aria Strutture Impianti materiali Progettare e costruire secondo parametri igienici Come minimizzare la contaminazione dell aria Da prodotti Acqua potabile Controllo materie prime Come minimizzare la contaminazione dell aria Requisiti materiali Conformi a direttive Raccordi e superfici lisce senza rugosità Riduzione sporgenze, bordi, angoli smussati Pulibili e disinfettabili Permettere drenaggio acqua o liquidi Limitazione contatto lubrificanti/alimento

5 DPR 24/07/1996 n. 459 Come minimizzare la contaminazione dell aria BIOFILM Microrganismi aderiscono e colonizzano superfici. Resistono a detergenti, sanificanti ed al calore. Biofilm presenti su pavimenti, pareti, superfici BIOFILM Microrganismi aderisconoe formano microcolonie collegamenti cellula-cellula (quorum sensing) esopolisaccaridi (biofilm) Prerequisiti per formazione biofilm Ambienti umidi/non sterili Presenza residui organici Microrganismi con capacità adesive Pseudomonas spp. Salmonella spp. Staphylococcus spp. E.coli Listeria monocytogenes Lactobacillus spp. Clostridium spp. Bacillus spp. Yersinia enterocolitica Campylobacter spp. Meccanismo di adesione/colonizzazione 1 Stadio Forza elettrostatica / Van der Waals 2 Stadio Produzione polisaccaridi 3 Stadio Consolidamento e colonizzazione

6 Fissazione (glicocalice/pili/fimbrie) colonizzazione/biofilm BIOFILM Superfici interessate: acciaio inox vetro teflon alluminio nylon gomma In biofilm cellule resistono a: detergenti disinfettanti calore N.B. per difficoltà di agenti a contatto micro Eliminazione biofilm per azione meccanica con detergenza/sanificazione Prevenzione Dir. 98/37/CE DPR n. 459 Superfici e raccordi lisci Angoli a smusso Superfici pulibili e disinfettabili Drenaggio liquidi Ostacoli a materiali estranei, animali e parassiti Prodotti ausiliari (es. lubrificanti) METODO LAVAGGIO ottimale ELIMINARE SPORCO GROSSOLANO DETERGENTE IN ACQUA a 40 C RISCIACQUO DISINFETTANTE (Tempo contatto) RISCIACQUO

7 Eliminazione biofilm per: Disinfettante ossidante Agenti desadsorbenti Es. per superfici in polistirene : oli alimentari, oliva, mais, soja, cocco Composti bioattivi: batteriocine vs L.monocytogenes Pool di enzimi: amilasi, glucanasi,glucosaminidasi + detergenti esopolisaccarasi Importante la scelta disinfettante Bisogna tener presente: a)natura del materiale da trattare (compatibilità) b)tipo di microrganismo (batterio/fungi/virus/spore) c)condizioni in cui vive (ph tempo-concentrazione materiale organico) Prerequisiti per l efficacia disinfettante: >Concentrazione appropriata >Eliminazione maggior parte materiale organico (biofilm) >Rispetto tempi di contatto >Induzione resistenze? N.B. Non è un antibiotico Per valutare l efficacia occorre Analisi di verifica della efficacia delle operazioni di sanificazione: > Batteri aerobi totali > Muffe e lieviti > Coliformi ed E.coli > Staphylococcus aureus > Listeria monocytogenes > Patogeni ed alterativi specifici

8 Come minimizzare la contaminazione aria dal personale Preparato professionalmente, educato all igiene alimentare, responsabile della pulizia e sanificazione dell azienda applicazione delle GMP, SOP applicazione del sistema HACCP è fondamentale La contaminazione provocata dall operatore L operatore alimentare può contaminare gli alimenti o l aria attraverso: > mani e cute > vie aeree (bocca, naso) > intestino L operatore alimentare L operatore alimentare può essere responsabile di contaminazione crociata tra attrezzature - superfici - servizi igienici - alimenti cotti - alimenti crudi I microrganismi di origine animale e l uomo Micrococcus e St.aureus Salmonella, E.coli Bacillus e Clostridium Streptococcus Candida Virus influenzali e epatite Cute, mucose nasali e orofaringee Intestino Intestino Prime vie aeree e mucose Cute e mucose Vie aeree Intestino

9 Analisi di verifica mani personale > Salmonella spp > Staphylococcus aureus > E.coli DEVONO SEMPRE ESSERE ASSENTI Cosa monitorate per valutare la contaminazione dell aria Muffe e lieviti Batteri metodi controllo spore e fungi Fumigazione: paraidrossifenilsalicilammide Aerosolizzazione alchilamminoetilglicina dictil/trioctiletilentriammina Riduzione per Aerosolizzazione Nebulizzazione Eluente 4 parti Disinfettante 1 parte

10 Batteri aerobi totali < 500 UFC/m3 Muffe e lieviti < 100 UFC/m3 Cariche microbiche dell aria Limiti generici settore alimentare Batteri aerobi totali < 500 UFC/m3 Muffe e lieviti < 100 UFC/m3 Limiti per camere bianche

11 Parte 3 Metodi classici di risoluzione del problema contaminazione aria/superfici/alimento Barriere fisiche Filtrazione Raggi UV Prodotti chimici Barriere fisiche limitazione contaminazione da aria esterna accessi diretti ridotti o limitati no accessi diretti esterno/lavorazione impiego camere bianche Trattamenti Fisici La filtrazione

12 Trattamenti chimici Fumigazione Paraidrossifenilsalicilammide Interviene su spore Aerosolizzazione alchilamminoetilglicina dictil/trioctiletilentriammina Generici Problema: residui in ambiente Contatto con gli alimenti e le persone Trattamento con Ozono Vantaggi: fortemente ossidante riduce o elimina il contenuto microbico. Svantaggi: irritante Ossida antiossidanti Produce imbrunimenti Irrancidimenti Trattamento con raggi UV Riduzione carica di batteri, miceti e virus. Per avere effetto deve esserci una esposizione diretta della superficie alla luce UV. No presenza umani: neoplasie pelle Patologie agli occhi Effetti rapidi (es.: negli sterilizzatori UV per coltelli si ha un abbattimento significativo in 5 15 min.)

13 Metodiche innovative/ Ionizzazione dell aria Effetti della ionizzazione dell aria Una corretta ionizzazione può: Riduzione delle particelle (polveri) disperse in aria Ridurre il contenuto microbico dell aria Eliminare o ridurre odori Aumento del benessere generale e del livello di attenzione delle persone (molti effetti; es.: serotonina)

14 Tempo di esposizione in ore Ceppo microbico esposto 3 h 8 h 24 h Staphylococcus aureus Escherichia coli 70,9 % 84,07 % 97,02 % 89,77 % 98,8 % 99,53 % Saccamomyces cerevisiae 97,71 % 98,14 % 99,05 %

15 PARTE 4 Applicazioni sistema di ionizzazione prof. Giuseppe Comi 2009 ALL RIGHT RESERVED Applicazioni Sistema Ionizzazione aria Industria produzione prodotti di gastronomia di alta qualità pronti al consumo, previo riscaldamento (es: pasta al ragù, carni cotte, lasagne, etc). Alcuni lotti presentavano sviluppo di muffe evidenti durante la conservazione presso il cliente con ovvio ritiro del prodotto. Analisi del problema E stata effettuata una verifica ispettiva presso la struttura verificando le possibili fonti di contaminazione. Sono state individuati 3 punti di possibile contaminazione: Sala lavorazione Abbattitore di temperatura Locale confezionamento Applicazione sistema ionizzazione e confronto con tecnica di fumigazione precedentemente utilizzata

16 Applicazione sistema ionizzazione Effetto ottenuto sull alimento grazie alla riduzione di contenuto microbico dell aria Decontaminazione di superfici di strutture e attrezzature utilizzate in aziende alimentari attraverso l impiego di apparecchi ionizzatore. Università degli Studi di Udine Scopo del nostro lavoro Riduzione carica microbica di superfici di celle di stoccaggio di prodotti alimentari e di attrezzature per conservare e manipolare alimenti attraverso l impiego di apparecchi ionizzatori statici e dinamici. Il trattamento consisteva nella ionizzazione dell aria di una cella in cui erano posti dei pannelli e delle stoviglie contaminate intenzionalmente e

17 simulanti superfici di celle o attrezzature impiegate nell industria alimentare. I microrganismi utilizzati nel test comprendevano Escherichia coli, Listeria monocytogenes e Saccharomyces cerevisiae. Risultati Riduzione : 99% popolazioni microbiche inoculate Riduzione pari o superiore a 3-4 unità logaritmiche; Contaminazione residua < 1 unità log/cm 2, è ritenuta ottimale per le superfici di questi ambienti di produzione o di superfici a contatto con alimenti.

18 Tab. 1 Prove su superfi ci Tab. 1 Prove su superfici Tab. 1 Prove su superfici a b c d e Riduzione % PROVA Ore di esposizione Unità mis , Riduzione % 1 Listeria ufc/cm ,83 1 E.coli ufc/cm ,99 1 Saccaromices ufc/cm ,95 2 Listeria ufc/cm ,72 2 E.coli ufc/cm ,88 2 Saccaromices ufc/cm ,97 3 Listeria ufc/cm ,83 3 E.coli ufc/cm ,99 3 Saccaromices ufc/cm ,95 Valutazione efficacia sistema di ionizzazione di aria Bioxigen Ufc/cm Listeria E.coli Saccaromices Ore di esposizione

19 Applicazioni su stoviglie Evoluzione contenuto in L.m. in piatti di plastica trattati Dati: log UFC/superficie totale campione Campione Tempo=0 Tempo=24 h Non trattato Tempo=24 h con Bioxigen Bicchiere 1 5,914 4 <2 Bicchiere 2 5,914 4,477 <2 Bicchiere 3 5,914 4,301 <2 Bicchiere 4 5,914 3,342 <2 Bicchiere 5 5,914 3,415 <2 Bicchiere 6 5,914 3,398 <2 piatto 1 5,914 3,204 <2 piatto 2 5,914 3,301 <2 piatto 3 5,914 3,415 <2 piatto 4 5,914 3,505 <2 piatto 5 5,914 3,477 <2 piatto 6 5,914 3,778 <2 MEDIA 5,914 3,635 <2

20 Applicazione in prosciuttificio Decontaminazione aria Durata trattamento : 12 ore Cella 1- lieviti muffe 200 ufc/m Media Prima Media Dopo punti nella cella 4 5 Grafico 1: Variazione media della concentrazione dei lieviti e delle muffe prima e dopo il trattamento con ionizzatore.

21 Cella 1- batteri ufc/m Media Prima Media Dopo punti nella cella Grafico 2: Variazione media della concentrazione dei batteri prima e dopo il trattamento con ionizzatore.

22 UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI UDINE FACOLTÀ DI AGRARIA Corso di Laurea in Scienze e Tecnologie Alimentari IMPIEGO DI UN APPARECCHIO IONIZZATORE PER DECONTAMINARE L'ARIA E LE SUPERFICI DELLA CELLA DI ARMADI ABBATTITORI Introduzione Lo scopo di questo lavoro è stato valutare l impiego di un apparecchio ionizzatore in armadi abbattitori per ridurre la carica microbica delle superfici interne e dell aria ivi confinata. Le prove sono state effettuate in contemporanea e con le stesse modalità su due abbattitori di temperatura identici. L unica differenza tra i due consisteva nella presenza o meno dello ionizzatore.

23 Piastre: La crescita di spore di P.nalgiovense è stata rilevata solo nelle piastre prelevate dall abbattitore privo di ionizzatore. SPORE MUFFE IN PIASTRA unità log/piastra 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 T=24 T=48 Tempo (h) ionizzatore controllo

24 -Penicillium nalgiovense: I risultati confermano il giudizio sul trattamento ricavato dalla seconda prova: il trattamento ionizzante è attivo contro la proliferazione di muffe in ambiente confinato, infatti si ottiene una riduzione dell 80% in piastra e del 50% sulle superfici. SUPERFICI unità log/100 cmq 4,00 3,50 3,00 2,50 2,00 1,50 1,00 0,50 0,00 T=0 T=6 T=24 tempo di esposizione (h) ionizzatore controllo PIASTRE 3,00 2,50 unità log 2,00 1,50 1,00 0,50 ionizzatore controllo 0,00 T=0 T=3 T=6 T=24 tempo di esposizione (h)

25 Controllo dopo 72 ore dall inoculo Ionizzatore dopo 72 ore dall inoculo

26 Ionizzatore dopo 7 giorni dall inoculo

27 Conclusioni Il trattamento ionizzante utilizzato permette di ottenere una diminuzione o inibizione media in percentuale dal 30 al 100%. Al contrario non sono stati rilevati netti decrementi nella concentrazione dei microrganismi

28 inoculati (in superfici o piastre) all interno dell abbattitore non sottoposto al trattamento. La presenza di una bassa carica microbica sulle superfici o nell aria di questi abbattitori può migliorare la qualità igienico-sanitaria degli alimenti in essi posizionati e può evitare contaminazioni microbiche superficiali degli stessi. Lo ionizzatore non può sostituire l impiego della detergenza, necessaria per eliminare dalle superfici biofilm o residui di materiale organico, utili per la crescita microbica. Tuttavia il trattamento testato può rimediare a trattamenti sanificanti tradizionali applicati velocemente e in maniera inadeguata.