Nuove tecnologie per la decontaminazione degli alimenti Maria Elisabetta Guerzoni Direttore CIRI Agrolimentare Parma, 18 ottobre 011
HPH Alimento Alimenti fluidi semplici (latte crudo, uova, succhi di frutta e vegetali) Alimenti fluidi complessi (emulsioni, mix di succhi vegetali e frutta) Apparec cchiatura Fattori Omogeneizzatore ad alta pressione (pressione max 10 MPa) Disattivazione microbica (microrganismi patogeni e degradativi) Proprietà organolettiche (flavour, colore) Microstructura Aspetti nutrizionali Parametri chimico-fisici (ph, Aw, viscosità) Attività enzimatica
log cfu/ml HPH Inactivation of L. monocytogenes in HPH treated fruit juice 8 stored at C 7 1 0.1 100 00 00 00 Sistema complesso - omogeneizzatore industriale (carota.%, albicocca.%, arancio.%, acqua.%) 0-1 -10-0 10 1 0 0 time (days) Inactivation of L. monocytogenes in HPH treated fruit juice stored at 10 C 8 7 log cfu/ml HPH 0.1 100 00 00 00 1 0-1 -10-0 10 1 0 time (days)
Sistema complesso - omogeneizzatore industriale Mix vegetale Disattivazione di Listeria monocytogenes in mix vegetale trattato ad alta pressione di omogeneizzazione e conservato a C 9 8 7 HPH TREATMENT log cfu/ml) 0.1 MPa 100 MPa 00 MPa 00 MPa 00 MPa 1 0-1 -10-0 10 1 0 Time (days)
Sistema complesso - omogeneizzatore industriale Mix vegetale Disattivazione di Salmonella enteritidis in mix vegetale trattato ad alta pressione di omogeneizzaione e conservato a C 7 0.1 MPa 100 MPa 00 MPa 00 MPa 00 MPa HPH TREATMENT log cfu/ml) 1 0-1 -10-0 10 1 0 Time (days)
Sistema complesso - omogeneizzatore industriale Mix vegetale Disattivazione di Saccharomyces cerevisiae in mix vegetale trattato ad alta pressione di omogeneizzazione e conservato a C 7 HPH TREATMENT log cfu/ml) 0.1 MPa 100 MPa 00 MPa 00 MPa 00 MPa 1 0-1 -10-0 10 1 0 Time (days)
Trattamento omogeneizzante (HPH) VS trattamento termico (HT) Potenziale impatto dei risultati riguardanti succhi vegetali e di frutta i) Maggior efficacia del trattamento HPH per pressioni>00 MPa ii) Conservazione delle proprietà funzionali per i prodotti trattati con HPH iii) Maggior stabilità del colore per i prodotti trattati con HPH 7
Listeria monocytogenes in emulsione 0% NaCl trattata ad alta pressione e termicamente (70 C) e conservata a C Regrowth following incubation at C of Listeria monocytogenes Ly in emulsion 0% NaCl in relation to the pressure applied (MPa) Log CFU/g HPH treatm ent 1 0.1 70 100 10 0-1 -7 0 7 1 1 8 9 time (d) Listeria monocytogenes in HT Mayog with 0% NaCl stored at C 7 0 10s P (Mpa) Inlet T ( C) outlet T ( C) HEAT TREATMENT 10s 0 1. 1.7 70 1.. 100 1. 1. 10 1.. log cfu/g) 1 0-0 -10 0 10 0 0 0 0 Time (days) 8
Potenziale impatto delle alte pressioni di omogeneizzazione sull industria alimentare per la decontaminazione di fagi di batteri lattici Alta pressione di omogeneizzazione -cicli ripetuti a 100 MPa MLC-A8 ( ) MLC-A( ) Lactobacillus paracasei A Bym ( ), Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus 1. ( dotted line) Streptococcus thermophilus CNRZ8-B1 ( ) Lactobacillus helveticus CNRZ 89 QP ( dotted line) Lactococcus lactis Ll 1.1 Qf1 ( dotted line) Lactococcus lactis B1 ( ) Lactobacillus plantarum 9
GAS PLASMA Effetto battericida del plasma Combinazione sinergica di fotoni UV, particelle cariche e specie reattive come atomi e radicali Plasma da aria atomosferica sorgente di specie reattive dell ossigeno e dell azoto (O, O, OH, NO, etc.) Applicazione del gas plasma sanitizzazione di strumentazioni ad uso sanitario(strumenti riutilizzabili e/o sensibili al calore); modificazione delle superfici per migliorare l adesività dei polimeri (es. industria tessile) 10
Efficacia del gas plasma sulla microflora naturalmente presente sulla superficie di uova in guscio Bassa U.R. Alta U.R. Carica cellulare (Log UF FC/uovo) 1 0 0 10 0 0 0 90 Tempo di esposizione (minuti) - Log UFC /uovo 11
Efficacia del gas plasma su Salmonella Enteriditis inoculata su uova in guscio 7 Bassa U.R. Alta U.R. Carica cellulare (Log UFC/uovo) 1 -.8 Log UFC/uovo 0 0 10 0 0 0 90 Tempo di esposizione (minuti) 1
Efficacia del gas plasma su Escherichia coli inoculata su uova in guscio 7 Bassa U.R. Alta U.R. Carica cellulare (L Log UFC/uovo) 1 -. Log UFC /uovo 0 0 10 0 0 0 90 Tempo di esposizione (minuti) 1
Altre applicazioni in campo alimentare decontaminazione di pere Abate Carica cellulare (Log UFC/frutto) 7 1 0 Mesofili Muffe Lieviti 0 10 0 0 0 90 Tempo di esposizione (min) 1
decontaminazione di frutta secca (pistacchi, nocciole e arachidi) inoculata con Aspergillus parasiticus (Basaran et al., 007) Disattivazione di - log UFC/g (a seconda della varierà di frutta secca)dopo minuti di trattamento di minuti con plasma 1
riduzione di aflatossine (B1, B, G1, G) prodotte da Aspergillus parasiticus in frutta secca polverizzata (Berdan et al., 007) riduzione del 0% dopo trattamento di 0 minuti con plasma di esasolfuro di zolfo (SF ) riduzione del 0% dopo trattamento di 0 minuti con plasma d aria 1
Definizione operativa del Principio di equivalenza La necessità, qualora si ritenga opportuno, per migliorare un alimento da un punto di vista nutrizionale/qualitativo o per sostituire tecnologie obsolete con altre più convenienti da un punto di vista energetico, di dimostrare che il nuovo processo esercita, nei confronti dei microrganismi di interesse, un azione, in termini di efficacia, equivalente a quella esercitata dal vecchio e validato processo
Principio di equivalenza Il National Advisory Committee on Microbiological for Foods (NACMCF ) ha definito i parametri scientifici per stabilire l equivalenza dei metodi di decontaminazione alternativi alla pastorizzazione (00) Si definisce pastorizzazione ogni processo, trattamento o combinazione di trattamenti che, quando applicato agli alimenti, riduce il livello dei microorganismi più resistenti e di maggior impatto per la salute pubblica, a valori tali da non costituire un pericolo per la salute pubblica in condizioni di usuale distribuzione e conservazione Il NACMCF raccomanda che i diversi paesi stabiliscono Food Safety Objective (FSO) e standard di performance da usare al fine di valutare l equivalenza di processi alternativi alla tradizionale pastorizzazione.
Linee guida allo sviluppo di un nuovo processo Condurre una appropriata analisi del rischio Determinare il patogeno più resistente allo specifico processo Valutare il livello di inattivazione necessaria Considerare l impatto sulla sopravvivenza del patogeno Validare l efficacia del processo di pastorizzazione Definire i limiti critici necessari per ottenere gli standard di performance desiderati
Trattamenti equivalenti(modulando le variabili) in grado di assicurare una sopravvivenza dell 1% combinazioni che consentono una presenza di spore con una probabilità del 1%.0.. ph.8. 1.00 0.99 Aw 0.98 0.97 0.9 0.9 0.9 8 10 1 1 1 Tempo di trattamento (min)...8.
Individuazione di processi equivalenti Riduzione di Log CFU ALTA PRESSIONE DI OMOGENIZZAZIONE cicli a 100bar o un ciclo a 9000bar cicli a 10bar con lisozima 1 ciclo a 100bar con lattoperossidasi TRATTAMENTO TERMICO min a 70 C z=7. C RADIAZIONI IONIZZANTI.7 kgy a 0 C. kgy a C
Secondo un anziano statistico del Western Electric Howthorn (190) per ridurre i rischi e per massimizzare i benefici è necessario adottare queste fasi: Plan Do Check - Act