Qualità e sicurezza microbiologica nei sistemi alimentari

Qualità e sicurezza microbiologica nei sistemi alimentari

Roberto Foschino

Esame: martedì 24 gennaio e 14 febbraio (10 domande aperte in 60min)

Sostenibilità delle filiere alimentari

Sostenibilità ambientale → land grabbing (predazione della terra= paesi “ricchi” comprano zone geografiche marginali e povere), guerre e riscaldamento globale

Sostenibilità economica: generare reddito e lavoro

Sostenibilità sociale: garantire benessere (salute, sicurezza ed educazione)

La disponibilità di superfici coltivabili utili all’agricoltura sta diminuendo esponenzialmente.

Sostenibilità economica ed ambientale

Riduzione dello spreco alimentare: 25-30% della produzione viene buttato via → dalla produzione primaria al consumo finale

Food security: accesso fisico, psicologico, sociale ed economico al cibo e ad un’alimentazione sicura

Food safety: sicurezza microbiologica degli alimenti → obbligatoria

Food quality: capacità di una persona di poter mangiare ciò che vuole e scegliere alimenti di qualità

L’Europa nel 2019 pubblica il Green Deal → dalla produzione primaria al consumo dev’esserci un sistema alimentare sostenibile

Food safety

Il consumatore ha il diritto di aspettarsi che l’alimento sia idoneo e sicuro al consumo → le malattie di origine alimentare potrebbero essere fatali.

Gli episodi di malattie alimentari e di deterioramento del cibo a causa dei microorganismi sono economicamente impattanti. La sicurezza alimentare è impattata anche dai cambiamenti nelle abitudini alimentari.

Pericoli fisici → materiale estraneo e residui nucleari

• Pericolo chimico → sostanze naturali tossiche, pesticidi, inquinanti ambientali persistenti, uso improprio di additivi alimentari, antibiotici negli allevamenti, residui di processo, sostanze di neosintesi
• Pericoli biologici: microorganismi, prioni, tossine e micotossine

La globalizzazione ha portato un cambiamento nel mondo microbico: gli alimenti provenienti da paesi esteri hanno microorganismi diversi.

L’EU nel 2002 emette il regolamento 178:

• Protezione della salute del consumatore → popolazione sana = risparmio economico
• Protezione e benessere degli animali
• Salvaguardia del libero mercato
• Difesa del principio di precauzione

“Food safety by design” → progettazione della sicurezza alimentare (Buone pratiche d’allevamento, Buone pratiche agricole, Buone pratiche igieniche, Sistema HACCP e Obiettivi di sicurezza alimentare)

Concetto di food chain

Filiera alimentare → tracciabilità

Tracciabilità = sistema di documentazione che segue la storia del prodotto finito partendo dalla materia prima (obbligatoria)

Rintracciabilità → obbligatoria per la filiera della carne bovina, delle uova fresche e del latte fresco pastorizzato

L’idoneità (= caratteristiche nutrizionali e sensoriale che mi aspetto che abbia un alimento) al consumo e la sicurezza alimentare vengono assicurati tramite:

• Progetto del prodotto: formulazione, selezione e controllo della materia prima (scelta dei fornitori e controllo dell’approvvigionamento) e packaging (confezione primaria)
• Processo produttivo: formazione continua del personale, buone norme igieniche e di produzione (sistema HACCP)

Classificazione

La classificazione dei batteri si basa su caratteristiche genetiche e fenotipiche.

Identificazione = riconoscere che la cosa isolata è uguale o simile a qualcosa di già classificato → per dire se due ceppi isolati appartengono alla stessa specie devono avere un’omologia del genoma superiore al 70% (core genome: geni della vita, strutture principali e funzionali), la restante parte che varia si chiama accessory genome.

Analisi sequenziali di alcune regioni del DNA ribosomiale → attribuibile ad una certa specie se la somiglianza è superiore al 97%.

Per gli eucarioti si guardano le subunità 26S o 28S, per i procarioti si studia solo la subunità 16S.

Classificazione funzionale dei microorganismi correlati agli alimenti

Utili o necessari → protecnologici = sono microorganismi la cui concentrazione e attività metabolica sono utili per la preparazione di alimenti, bevande o come integratori alimentari (probiotici) → batteri lattici, bifidobatteri, batteri acetici, batteri propionici, saccaromiceti e muffe

Patogeni o tossinogeni → microorganismi la cui presenza e concentrazione possono causare un danno alla salute del consumatore → elminti, protozoi, muffe, alghe, batteri, virus e prioni

Indicatori d’igiene → microorganismi la quale concentrazione e presenza sono indicatori del livello d’igiene e dello stato qualitativo del prodotto (shelf-life) → possono essere o meno pericolosi per il consumatore:

• Indicatori d’igiene di processo → capire se le procedure igieniche sono state eseguite
• Marcatori di contaminazione fecale → Escherichia coli
• Agenti di alterazione → batteri e funghi

Nella maggior parte dei casi la presenza di microorganismi patogeni non altera il prodotto.

Infezione = la cellula viene infettata dal batterio

Tossinfezione = le spore vengono ingerite, passano la barriera gastrica e nel tenue germinano producendo la tossina

Intossicazione = tossina preformata sull’alimento

Elminti

Gli elminti insieme ai protozoi vengono detti parassiti perché necessitano di un ospite per svolgere le funzioni vitali. Hanno un ciclo vitale diretto quando capita in una singola specie o indiretto quando accade in differenti specie. L’ospite definitivo o primario è l’organismo in cui il parassita raggiunge la maturità e si riproduce sessualmente.

La trasmissione avviene per via oro-fecale → l’ospite ingerisce il parassita attraverso il cibo contaminato e rilascia le uova/larve/parassita adulto attraverso le feci.

Gli elminti causano un’infestazione → attaccano e degradano i tessuti:

• Danni tissutali dovuti ad azione meccanica (aderenza e penetrazione), azioni biochimiche (necrosi) e reazioni immunologiche (infiammazione persistente)
• Danni nutrizionali a causa della deprivazione nutritiva → gravi enteriti sistemiche (febbre, vomito, diarrea, disidratazione, malessere generale)

Phylum Nematoda

Carne cruda/poco cotta Cisti rilasciano le larve nell’intestino → vanno ad attaccare i muscoli.

Trichinosi malattia causata da Trichinella spiralis → attacca l’intestino dell’uomo (accidentale) e di animali onnivori (suino)

Controllo e prevenzione

• Presidio veterinario → benessere e cura animale + igiene ambientale
• Controllo al macello → controllo ante-mortem e ispezione post-mortem a campione (non su tutti gli individui)
• Buone norme igieniche → acqua potabile, igiene ambientale e formazione del personale
• Prevenzione nella preparazione e nel servizio degli alimenti → temperatura al cuore del prodotto in cottura (75°C per almeno 30 secondi), congelamento (-18°C per almeno 96 ore), non consumare il prodotto

Anisakiasi causata da Anisakis simplex → verme lungo circa 2cm di colore bianco-giallo che dopo l’ingestione di pesce/molluschi contaminati resiste alla barriera gastrica (a volte si insidia nello stomaco) e arriva all’intestino tenue e penetrando la mucosa raggiunge anche altri organi

Cibo: pesce e preparazioni ittiche crude o poco cotte → merluzzo, sgombro, sardine, tonno, calamari, seppie ecc.

Ospite definitivo: delfino

Controllo e prevenzione

• Presidio veterinario all’allevamento → benessere animale + igiene ambientale
• Presidio veterinario dopo la pesca → ispezione post-mortem dei tessuti muscolari
• Prevenzione nella preparazione e nel servizio degli alimenti → esiste un regolamento europeo (1276/2011) che stabilisce i binomi tempo-temperatura:
  • 60°C per almeno 1 minuto al cuore del prodotto
  • Abbattimento a -20°C per non meno di 24 ore
  • Salatura in concentrazione maggiore del 10% per almeno 45 giorni
  La marinatura in aceto, vino e olio non ha nessun effetto. Esistono delle cure antibiotiche, ma l’unico metodo di eliminazione definitiva è l’eliminazione fisica dei vermi tramite gastroscopia.

Oxyuriasi causata da Enterobius vermicularis → principalmente parassitosi infantile

Cibo: cibo contaminato, acqua non potabile, contaminazione fecale umana e suolo

Ospite definitivo: uomo → le larve migrano nel grosso intestino dove diventano adulti che migrano verso l’ano dove producono uova nuove

Controllo e prevenzione

• Controllo delle acque potabili → sistemi di purificazione delle acque, trattamenti delle acque e dei reflui
• Buone pratiche igieniche → uso di acqua potabile, igiene ambientale e formazione del personale

Phylum Platyhelminthes - classe Cestoda

Taeniasi causata da due specie:

• Taenia saginata → bovini e selvaggina
• Taenia soliu → suini

La loro misura va da pochi millimetri a qualche metro → può aderire ai villi intestinali. Il collo genera le proglottidi indipendenti (segmenti corporei), ogni proglottide produce decine di migliaia di uova (oncosfere) che raggiungono l’intestino, passano la mucosa intestinale e raggiungono il tessuto muscolare dove si incistano (cisticerchi).

Ospite definitivo: maiale (soliu) e vacca (saginata)

Ospite accidentale: uomo che si nutre di tessuto muscolare crudo o poco cotto

Cibo: carne cruda o poco cotta, salsiccia cruda

Controllo e prevenzione

• Presidio veterinario a livello dell’allevamento
• Ispezione ante- e post-mortem al macello
• Buone norme igieniche → sia in allevamento sia al macello
• Preparazione e servizio degli alimenti → cottura (75°C per almeno 30 secondi), congelamento oppure astensione al consumo

Echinococcosi causata da Echinococcus granulosus → l’adulto si sviluppa da un protoscolice, ma ha solo 3 proglottidi (la prima è immatura, la seconda è matura e l’ultima è quella con le uova che viene scaricata nell’ambiente)

Cibo: pecora e vegetali contaminati da materiale fecale

Ospite definitivo: cani e lupi

Ospite accidentale: uomo

Controllo e prevenzione

• Presidio veterinario a livello di allevamento
• Controllo veterinario a livello del macello → ispezione ante- e post-mortem
• Buone norme igieniche
• Prevenzione durante la preparazione e il servizio degli alimenti

È il più frequente.

Phylum Platyhelminthes - classe Trematoda

Fascioliasi causata da Fasciola hepatica → verme piatto di 3cm con ventose e uncini per attaccarsi ai villi intestinali, ma principalmente attacca i dotti biliari e la cistifellea. Dopo due settimane, le uova nell’ambiente rilasciano le forme larvali (miracidi) che infestano i molluschi dove vengono generati gli sporocisti che poi diventano radiae. Queste creano le forme infestanti (cercarie) che attaccano le foglie delle piante.

Cibo: vegetali crudi (crescione, tarassaco, soncino, lattuga), fegato crudo

Ospite definitivo: pecora

Controllo e prevenzione

• Buone pratiche agricole
• Presidio veterinario in allevamento
• Buone norme igieniche
• Prevenzione nella preparazione e nel servizio degli alimenti

Diagnosi e cura di parassitosi da elminti

• Esami medici → anamnesi
• Analisi → analisi del sangue (indicatori dello stato infiammatorio), esami fecali, TAC e risonanza magnetica
• Terapia → trattamenti farmacologici specifici, reidratazione, riposo e buona igiene

Protozoi

Sono eucarioti unicellulari → si riproducono asessualmente ma possono manifestare polarità.

Hanno due forme vitali:

• Forma di resistenza: cisti oppure oocisti → stadio dormiente
• Forma vegetativa: trophozoite o sporozoite

Sono i predatori dei batteri → si trovano anche nel rumine.

Causano infezioni alimentari → attaccano e degradano una cellula/un tessuto e vengono trasmessi tramite via oro-fecale

• Eterotrofi
• Anaerobi facoltativi
• Mobili
• Senza pigmentazioni
• Resistenti al congelamento

Giardiasi causata dalla Giardia lamblia → le cisti si trovano nel suolo, nelle acque non potabili e nel cibo contaminato da materiale fecale e sono resistenti all’acidità gastrica.

Non c’è un ospite specifico, ma sono sparsi in tutti i mammiferi (uomini, animali da compagnia e da fattoria, roditori e animali selvatici).

Controllo e prevenzione

• Sistemi di gestione delle acque potabili
• Buone norme igieniche → uso di acqua potabile nei sistemi alimentari, igiene ambientale, formazione del personale e prevenzione, monitoraggio e lotta contro le infestazioni da roditori
• Prevenzione nella preparazione e nel servizio degli alimenti → cottura

Amoebiasi causata da Entamoeba histolytica → è un’ameba che si trova nel suolo e nelle acque non potabili sottoforma di cisti che vengono, poi, ingerite dall’ospite e dopo aver superato la barriera gastrica si sviluppano e raggiungono il colon.

Sintomi: grave enterite → forti dolori addominali, diarrea sanguinolenta, perforazioni del colon, anemia e morte

Cibo: acqua non potabile e cibo contaminato da materiale fecale

Ospite: mammiferi e roditori Sa migrare in altri distretti, tramite il sistema linfatico → polmoni, fegato e cervello

Controllo e prevenzione

• Sistemi di gestione delle acque potabili
• Buone norme igieniche → uso di acqua potabile nei sistemi alimentari, igiene ambientale, formazione del personale e prevenzione, monitoraggio e lotta contro le infestazioni da roditori
• Prevenzione nella preparazione e nel servizio degli alimenti → cottura

Toxoplasmosi causata da Toxoplasma gondii → parassitosi dei gatti, dei roditori e degli uccelli (si riproduce solo nei gatti). Le oocisti vengono dispersi nell’ambiente attraverso le feci, quando vengono ingerite sono in grado di superare la barriera gastrica, a questo punto si sviluppano e si insediano permanentemente nei muscoli e nel sistema nervoso.

Vie di contaminazione

• Ingestione di cibo contaminato
• Diretto contatto con l’animale ammalato
• Via transplacentare → aborti o gravi danni cerebrali

Sintomi: febbre, ingrossamento dei linfonodi, dolori muscolari → molti sono asintomatici

Ospiti: mammiferi e uccelli → l’uomo è un ospite accidentale

Il 30% della popolazione ha gli anticorpi per la toxoplasmosi.

Controllo e prevenzione

• Sistemi di gestione delle acque potabili
• Buone norme igieniche → uso di acqua potabile nei sistemi alimentari, igiene ambientale, formazione del personale e prevenzione, monitoraggio e lotta contro le infestazioni da roditori
• Diagnosi tramite test sierologici → se le donne in gravidanza risultano negative devono mangiare cibo cotto e ben pulito per evitare di contrarre la malattia

Cryptosporidiosi causata da Cryptosporidium parvum → l’ospite ingerisce la forma resistente (oocisti) che passa la barriera gastrica e arrivano nel piccolo intestino che viene colonizzato e si formano nuovi oocisti che vengono rilasciati nell’ambiente tramite le feci.

Vie di contaminazione

• Acqua non potabile
• Contatto con acque ricreazionali → acque termali (acqua calda e dolce)
• Ingestione di cibo contaminato con materiale fecale o in contatto con superfici sporche

Ospiti: mammiferi

Sintomi: diarrea acquosa, febbre, dolori addominali → a volte asintomatico

Può essere letale in pazienti immunodepressi. È correlata a eventi ambientali → inondazioni, terremoti ecc. a causa di interruzione di rifornimento delle acque potabili.

Controllo e prevenzione

• Sistemi di gestione delle acque potabili
• Buone norme igieniche → uso di acqua potabile nei sistemi alimentari, igiene ambientale, formazione del personale e prevenzione, monitoraggio e lotta contro le infestazioni da roditori
• Prevenzione nella preparazione degli alimenti

Diagnosi e cura di parassitosi da protozoi

• Esami medici
• Analisi → analisi del sangue, analisi microscopica delle feci
• Terapia → trattamenti farmacologici specifici, riposo e mantenimento dell’igiene personale

Salmonella

Il punto più debole della filiera alimentare sono ospedali, RSA e luoghi di cura. Presente principalmente nella filiera avicola (carne di pollo e uova) e a volte anche negli ortaggi a causa di contaminazione fecale.

Salmonella enterica

All’interno di questa specie esiste una varietà enorme di sierotipi → Typhi e Parathyphi. I sierotipi vengono classificati tramite una formula antigenica → presenza di antigeni sulla superficie della cellula.

Formula antigenica = i primi numeri riconoscono l’antigene somatico O, i successivi (lettera) indicano la fase mobile e la parte restante indica la fase non mobile (6.7 : c : 1.5 → Cholerasius).

Sierotipizzazione

Antigene = molecole di varia natura che si trovano sulla superficie della cellula che provocano una risposta immunitaria quanto entrano negli animali vertebrati:

• Antigeni somatici (lettera O) → sono lipopolisaccaridi termostabili
• Antigeni flagellari (lettera H) → sono proteine termolabili
• Antigeni capsulari (lettera K) → sono glicoproteine

Per riconoscere uno specifico antigene si usano gli anticorpi, detti immunoglobuline (proteine a forma di Y) prodotti dai linfociti B → riconoscono una singola molecola (epitopo) grazie alla regione variabile. Due sierotipi diversi con due antigeni diversi sulla superficie vengono riconosciuti da due immunoglobuline diverse → la sierotipizzazione avviene unendo l’isolato batterico all’antisiero e in determinate condizioni avviene l’agglutinazione (Ig attaccata all’...)