Aspetti microbiologici dei prodotti vegetali di IV gamma Prof. Fausto Gardini Referente scientifico dell unità operativa area di processo CiriAgroalimentare
Il quadro di riferimento normativo per la legislazione alimentare europea è il Regolamento 178/2002 (noto anche come GeneralFoodLaw) che, all articolo 14, stabilisce che un alimento non può essere messo sul mercato se non idoneo ( unsafe ) e che la non idoneità può discendere da due aspetti: -presenza di microorganismi di interesse igienico sanitario che possono compromettere la salute del consumatore; -presenza di microorganismi non patogeni che possono comportare alterazioni tali da rendere il prodotto non appropriato per l alimentazione umana I parametri di non idoneità dal punto di vista igienico sanitario sono definiti dal Regolamento No 2073/2005 e dal Regolamento No1441/2007
ALTERAZIONI I processi alterativi di vegetali e frutti di IV gamma sono il risultato di due processi distinti che però si influenzano l un l altro alterazione di natura fisiologica: determinata dalla distruzione di protezioni naturali, liberazione di enzimi prima compartimentalizzati, accelerazione di processi metabolici come risposta allo stress (consumo di O 2 e produzione di etilene), accelerazione di processi di essicazione. alterazione di natura microbiologica: si avvantaggia del danneggiamento delle protezioni naturali e della liberazione di succhi cellulari contenenti nutrimento. Le cellule si situano preferenzialmente sulle zone tagliate e la loro attività è influenzata da diversi fattori. L alterazione microbica comporta la comparsa di difetti di texture, difetti visuali e la comparsa di off odours. Difficile porre dei limiti precisi per lo spoilage: individuati fra 7 e 8 log cfu/g per i batteri (in funzione del tipo di batteri e del prodotto) e fra 5 e 6 log cfu/g per i funghi.
Fattori intrinseci (ph, nutrienti, ) Ortaggi a foglia a scarso contenuto zuccherino Frutta e vegetali ad elevato contenuto zuccherino Alterazioni fisiologiche: imbrunimento enzimatico, respirazione delle cellule vegetali Alterazioni microbiologiche: sviluppo di microorganismi prevalentemente Gramnegativi (Entero-bacteriaceae, Pseudomonadaceae); attività pectiolitiche e putrefattive Alterazioni microbiologiche: sviluppo di funghi (lieviti con attività pectinoesterasiche) e batteri lattici; produzione di composti aromatici e di etanolo Alterazioni fisiologiche: imbrunimento enzimatico, processi di maturazione Parametri estrinseci: temperatura, composizione gassosa dell atmosfera, entità dei danneggiamenti meccanici, interazioni fra fisiologia e microbiologia
Da: Ragaertetal. 2011. Microbiologicaland safetyspectsoffreshcut fruitsand vegetables. In: Advancesin frescut fruit and vegetable processing (Cap. 3). CRC Press
Ortaggi (Log cfu/g) Obiettivo Tolleranza Alterazione Psicrotrofi 5 6 8 Batteri lattici 3 4 7 Lieviti 3 4 5 Muffe 3 4 4 Frutta (Log cfu/g) Obiettivo Tolleranza Alterazione Psicrotrofi 5 6 7 Batteri lattici 3 4 7 Lieviti 3 4 5 Muffe 2 3 3
Carica batterica mesofila N campioni < 10 5 10 5-10 6 10 6-10 7 10 7-10 8 >10 8 Rucola 5 0 0 40.0 60.0 0 Carote 18 0 0 11.1 55.6 33.3 Mais 21 0 0 47.6 52.4 0 Indivia 21 9.5 19.0 66.7 4.8 0 Lattuga 29 6.9 37.9 27.6 27.6 0 Spinaci 10 0 0 10.0 80.0 10.0 Miste 132 0 6.8 33.3 54.5 5.3 Totale Verdure Tagliate 236 1.7 10.2 34.3 47.9 5.9 Frutta Tagliata 21 90.4 4.8 0 4.8 0 Germogli 15 0 0 0 60.0 40.0 Iceberg 5 60.0 40.0 0 0 0 Cuori di Lattuga 3 33.3 66.6 0 0 0 Lattuga oakleaf 5 0 20.0 60.0 20.0 0 Trocadero 5 0 40.0 40.0 20.0 0 Romana 5 0 40.0 60.0 0 0 Indivia 5 0 0 40.0 60.0 0 Totale insalata intera 28 14.3 32.1 35.7 17.9 0
Funghi N campioni < 10 5 10 5-10 6 10 6-10 7 >10 7 Rucola 5 0 80.0 20.0 0 Carote 18 5.6 33.3 50.0 11.1 Mais 21 14.3 61.9 19.0 4.8 Indivia 21 71.4 28.6 0 0 Lattuga 29 75.9 17.2 6.9 0 Spinaci 10 50.0 40.0 10.0 0 Miste 132 31.1 52.3 13.6 3.0 Totale Verdure Tagliate 236 36.9 45.3 0 3.0 Frutta Tagliata 21 95.2 4.8 20.0 0 Germogli 15 46.7 26.7 0 6.70 Iceberg 5 100 0 0 0 Cuori di Lattuga 3 100 0 0 0 Lattuga oakleaf 5 40.0 60.0 0 0 Trocadero 5 60.0 40.0 0 0 Romana 5 80.0 20.0 0 0 Indivia 5 20.0 60.0 20.0 0 Totale insalata intera 28 64.3 32.1 3.6 0
Enterobatteri N campioni < 10 5 10 5-10 6 10 6-10 7 >10 7 Rucola 5 40.0 60.0 0 0 Carote 18 16.7 22.2 38.9 22.2 Mais 21 100 0 0 0 Indivia 21 57.1 28.6 14.3 0 Lattuga 29 62.1 20.7 13.8 3.4 Spinaci 10 20.0 40.0 30.0 10.0 Miste 132 27.3 43.2 25.0 4.5 Totale Verdure Tagliate 236 39.8 33.9 21.2 5.1 Frutta Tagliata 21 100 0 0 0 Germogli 15 0 0 33.3 66.7 Iceberg 5 100.0 0 0 0 Cuori di Lattuga 3 100.0 0 0 0 Lattuga oakleaf 5 60.0 20.0 20.0 0 Trocadero 5 80.0 20.0 0 0 Romana 5 80.0 20.0 0 0 Indivia 5 60.0 20.0 20.0 0 Totale insalata intera 28 78.6 14.3 7.1 0
Microorganismi di interesse igienico-sanitario riscontrati nei vegetali di IV gamma Più frequenti: Listeria monocytogenes Escherichia coli (EHEC) Salmonella spp. Shigella spp. Parassiti (cyclospora) Virus Meno frequenti: Campylobacter spp. Clostridium botulinum non proteolitico (B, E, F) Bacillus cereus Aeromonas hydrophila/caviae Yersinia enterocolitica
Oltre 4000 casi di tossinfezioni alimentari registrati da Istituzioni sanitarie nazionali e sovranazionali o presentate sulla stampa scientifica o specializzata fra il 1988 e il 2007. Ogni caso considerato doveva avere colpito almeno 2 persone e sia l eziologia che la relazione con uno specifico alimento dovevano essere dimostrati con ragionevole certezza. I dati erano suddivisi, in funzione dell agente, in diversi gruppi a seconda della provenienza (carne bovina, uova, piatti pronti, ecc.) Nella categoria prodotti freschi erano considerati prodotti vegetali freschi (principalmente di IV gamma)
BATTERI N totale N prodotti freschi % sul totale % sui freschi Bacillus cereus 74 6 8.1 1.2 Piatti pronti (36.8%) Campylobacter spp. 191 9 4.7 1.8 Lattiero caseari (34.6%) Pollo (29.3%) Clostridium botulinum 108 16 14.8 3.2 Ittici (25.0%) Clostridium perfringens 248 7 2.8 1.4 Bovini (39.1%) Escherichia coli 398 78 19.5 15.7 Bovini (44.2%) Listeria monocytogenes 53 1 1.9 0.2 Lattiero caseari (41.5%) Salmonella enteritidis 991 36 3.6 7.2 Uova (43.4%) Salmonella typhimirium 270 10 3.6 2.0 Uova (18.2%) Lattiero caseari (11.2%) Altre Salmonelle 657 138 21 28.0 Piatti pronti (13.9%) Shigella spp. 83 24 28.9 4.9 Piatti pronti (30.1%) Staphylococcus aureus 182 6 3.3 1.2 Piatti complessi (22.0%) Suino (21.4%) Vibrio spp. 54 2 3.7 0.4 Ittico (90.7%) Altri batteri 62 6 9.7 1.2 Lattiero caseari (27.4%) PARASSITI Cyclospora spp. 35 32 91.4 6.5 --- Trichinella 47 0 0 0.0 Carni varie (83.2%) Altri parassiti 23 6 26.1 1.2 Bevande (26.1%) VIRUS Epatite A 55 22 40 4.5 Ittici (20.0%) Norovirus 552 91 16.5 18.5 Piatti pronti (40.2%) Altri virus 19 4 21.1 0.8 Ittici (31.6%) Piatti complessi (26.3%) TOTALE 4102 493 12.02 100.0 Piatti pronti (17%) Uova (14.2%) Bovini(12.1%)
Cloro (ipoclorito) Bassi costi Facilmente disponibile Ozono Elevata attività antimicrobica Brevi tempi di contatto GRAS Nessun problema coi residui e non forma alogenati Non richiede lo stoccaggio di sostanze pericolose Bassi costi di gestione Diossido di cloro Maggiore attività antimicrobica rispetto al cloro a ph elevati Minor rischio legato alla produzione di alogenati Minore corrosività rispetto a cloro e ozono Acidi organici Utilizzo semplice Assenza di tossicità Permessi nei prodotti biologici Acido perossiacetico Perossidi di idrogeno Attività indipendente dal contenuto in sostanza organica Efficacia indipendente dalla temperatura Non si formano composti alogenati Assenza di corrosione ai livelli ammessi Nessun residuo Facile nell uso Bassi costi Formazione di prodotti alogenati di disinfezione (triclorometano) Reagisce con la sostanza organica che ne influenza l attività Corrosivo Attività dipendente dal ph Non consentito in prodotti biologici Richiede un generatore in loco Tossico per inalazione Monitoraggio continuo in stabilimento Corrosivo sopra i 4 ppm Elevati costi di investimento Non ammesso in prodotti biologici Bassa efficacia sui vegetali ai livelli ammessi Richiede un generatore in loco Esplosivo Ammesso solo per prodotti interi Dopo il trattamento è richiesto un ulteriore risciacquo La presenza di iodio nelle acque determina la produzioni alogenati contenenti iodio Formazione di cloriti e clorati Monitoraggio degli ambienti di lavoro Non ammesso per prodotti biologici Tempi di contatto Interferenze sulle qualità sensoriali Attività antimicrobica (in relazione alle quantità ammesse e all impatto organolettico) Scarsa attività antimicrobica ai livelli ammessi nei vegetali Non ammesso per prodotti biologici Scarsa attività antimicrobica (ai livelli ammessi) Tempi di contatto lunghi Azione fitotossica E necessaria la rimozione dei residui Non ammesso per prodotti biologici
SOSTANZE DI AROMA COME ANTIMICROBICI Prodotti della via della lipossigenasi: aldeidi alifatiche più o meno insature derivanti dalla demolizione degli acidi grassi Oli essenziali: complesse miscele di terpeni e terpenoidi. Buone efficacie antimicrobiche degli oli delle Labiate e degli agrumi
Cedro Citral Sopravvivenza di Listeriain presenza di olio di cedro
Il progetto STAYFRESH Università di Milano CRA-IAA Università di Bolzano Università di Udine Progetto triennale (2011-2014) 6 Partner 8 Unità di Ricerca Coordinazione del progetto: Università di Udine Dipartimento di Scienze degli Alimenti Parco Tecnologico Padano, Lodi Università di Bologna Università di Teramo