Qualità e sicurezza microbiologica dei sistemi alimentari

Qualità e sicurezza microbiologica dei sistemi alimentari (2020/2021)

Roberto Foschino

Introduzione: sostenibilità

Sostenibilità ambientale

La sostenibilità ambientale è il concetto più semplice e facilmente comprensibile, intesa come la capacità di mantenere qualità, equilibrio e riproducibilità delle risorse naturali, anche per le generazioni future. L’uomo adotta un modello di sviluppo che dovrebbe portare alla capacità di generare reddito e lavoro per il sostentamento della popolazione, questa è la sostenibilità economica. Ciò non è sempre vero sia all’interno dell’Italia sia a livello mondiale. La sostenibilità sociale è intesa come la capacità di garantire condizioni di benessere umano equamente distribuite (sicurezza, salute, istruzione) per classi e genere.

Sostenibilità dell'alimentazione

Riguardo la sostenibilità ambientale dell’alimentazione, la pressione demografica sta esaurendo la capacità del pianeta di nutrire l'umanità. Nel grafico è rappresentata la variazione della superficie agricola utile nel tempo e si nota come questa sta diminuendo negli anni avvicinandosi a un punto di non ritorno. Negli anni sono stati tre i principali fenomeni che hanno causato una diminuzione della superficie agricola utile:

• Guerra: in tutto il mondo sono in atto guerre locali per risorse energetiche e territoriali.
• Riscaldamento globale: rende sempre meno disponibile il territorio alla lavorazione dell’uomo.
• Land grabbing: multinazionali e Stati comprano terre dei Paesi del terzo mondo (Africa soprattutto) per coltivare nei loro interessi, per esempio per la produzione di bio-fuel, quindi combustibile o talvolta mangimi per allevamenti delle loro Nazioni. Questo sottrae risorse naturali alle popolazioni locali.

Sostenibilità economica dell'alimentazione

La sostenibilità economica dell’alimentazione riguarda cosa viene coltivato, quanto e come si mangia e come questo ha un impatto sul pianeta. Per esempio, pensando semplicemente alla coltivazione, la resa per ettaro è molto differente in base al vegetale coltivato: il frumento ha una resa per ettaro di circa 50 q/ha mentre il mais ha una resa che può essere il doppio o il triplo dipendentemente dalla varietà. Si può riflettere anche sul costo per Kg di proteine in funzione della fonte. Per esempio, un Kg di proteine derivate dai cereali costa dai 2 ai 4 $, mentre un Kg di proteine derivante dai legumi costa leggermente di meno (1-3 $), questo perché, anche se le leguminose hanno una resa più bassa, esse contengono più proteine. Sono svantaggiose in termini di costi le proteine derivate dagli animali, si ha un valore di 10 $ circa per la carne avicola, mentre sale per la carne bovina fino a 30 $. Le soluzioni a cui sta andando incontro la popolazione occidentale sono diverse, una tra le più vicine è il vegetarianismo, quindi l’abbandono delle proteine di origine animale. Un altro grande tema sono le proteine derivate da insetti.

Sostenibilità sociale dell'alimentazione

La sostenibilità sociale dell’alimentazione è rappresentata nel grafico seguente, dove si ha il confronto temporale a distanza di 50 anni della quantità di Kcal giornaliere consumate per persona in differenti Paesi. Si può notare come nei Paesi occidentali le Kcal siano aumentate, anche se di poco. Un interessante confronto può essere fatto tra due Paesi africani, il Kenya e il Marocco. In quest’ultimo, a causa di un notevole sviluppo, le Kcal hanno raggiunto livelli di 3000 Kcal/die per persona. Un’altra situazione interessante è la Corea che è divisa in Corea del Nord e Corea del Sud. In particolare, si è avuto un leggero incremento nella Corea del Nord, mentre l’incremento è più evidente nella Corea del Sud. Un ulteriore paragone può essere fatto tra gli Stati Uniti e la Russia. Negli USA si assiste a un aumento delle Kcal, raggiungendo i valori più elevati del grafico, mentre in Russia i valori diminuiscono leggermente.

Sicurezza alimentare

Un altro tema della sostenibilità sociale dell’alimentazione è il tema della sicurezza alimentare. In inglese si usa il termine Food Security, tradotta sicurezza alimentare, quando tutte le persone in ogni tempo hanno accesso fisico, sociale ed economico a cibo, sicuro e nutriente, sufficiente a soddisfare le loro esigenze nutrizionali per avere una vita attiva e sana. Attualmente la food security è assicurata a 4,5 miliardi di persone nel mondo.

La Food Safety, tradotta in ugual modo ma con un significato differente, è la sicurezza che il cibo che si consuma sia sicuro e idoneo al consumo, che non procuri patologie. Inerente all’igiene degli alimenti. Questo tipo di opportunità è assicurata a soli 2 miliardi di persone.

Il concetto della Food Quality può essere descritto come la possibilità da parte del cittadino di scegliere il proprio cibo, in particolare indica la totalità delle caratteristiche di un prodotto che soddisfano i bisogni impliciti o dichiarati. Questa possibilità è posseduta da solo mezzo miliardo di persone. Di conseguenza, 800 milioni di persone non possiedono Food Security, Food Safety e tantomeno Food Quality.

Il modello di sviluppo deve prendere in considerazione almeno la sostenibilità ambientale e la sostenibilità sociale. Uno studio di circa 15 anni fa ha messo in relazione l’indice di sviluppo umano da 0 a 1 con l’impronta ecologica per persona (con 0,8 come soglia per un alto sviluppo) da 0 a 10 ettari per persona (ponendo come soglia di biocapacità della Terra 2,1). Al di sopra della soglia di alto sviluppo umano (0,8) si trovano tutti i Paesi come gli USA, il Canada, i Paesi dell’Europa Occidentale, alcuni Paesi dell’Asia, come il Giappone e Arabia Saudita. Questi paesi sono tutti oltre la soglia di biocapacità della Terra. Al di sotto di 0,8 troviamo i Paesi dell’Africa. L’unico Paese che possiede dei criteri per la sostenibilità è Cuba.

Progetti per un futuro sostenibile

Una risposta a queste problematiche la sta dando l’Europa che proprio quest’anno (2020) ha proposto, con la Commissione presieduta da Ursula von der Leyen, un nuovo progetto: The European Green Deal. Operazione politica che mira a trasformare l’economia dell’UE verso un futuro più sostenibile.

Sicurezza alimentare

La sicurezza alimentare indica che il consumatore ha il diritto di aspettarsi che il cibo che mangia sia sicuro (safe) e idoneo (suitable) al consumo. Le parole safe e suitable le troveremo spesso lungo la legislazione alimentare, perché designano il significato legato all’aspettativa di qualità dell’alimento consumato. L’UE ha deciso che l’alimentazione è strategica per la salute della popolazione, avere una popolazione che si alimenta correttamente e in modo sano permette di avere meno costi che riguardano la cura, con risparmi economici.

Le malattie trasmesse attraverso il consumo di alimenti sono al meglio spiacevoli, al peggio fatali. Questi pericoli si possono distinguere in:

• Pericoli fisici: quali radionuclidi (elementi che emettono radioattività. Dopo l’incidente di Chernobyl nel 1986 e di Fukushima nel 2011 la radioattività naturale su tutto il pianeta è aumentata notevolmente) e materiali estranei.
• Pericoli chimici: sostanze naturali tossiche, contaminanti ambientali/inquinanti persistenti (sostanze o derivati di sostanze che sono state utilizzate negli ultimi secoli, soprattutto idrocarburi che sono finiti inevitabilmente nelle catene agroalimentari), contaminanti agronomici/zootecnici (fitofarmaci o antibiotici utilizzati nella coltivazione o nell’allevamento animale), residui di lavorazione (detergenti, disinfettanti, lubrificanti che sono utilizzati per l’igiene o per mantenere l’efficienza delle macchine), additivi impropriamente utilizzati (additivi non concessi ugualmente utilizzati o additivi di cui si è sbagliata la dose) e sostanze di neoformazione (soprattutto durante trattamenti termici, la temperatura può scatenare la formazione di sostanze che possono essere pericolose).
• Pericoli biologici: microrganismi (virus, batteri, miceti, protozoi, elminti), tossine microbiche (derivate dall’attività microbica), micotossine, tossine algali, metaboliti di origine microbica, prioni (proteine con una conformazione alterata che causano danni notevoli se consumate).

Le malattie trasmesse attraverso il consumo di alimenti e le alterazioni degli alimenti dovute a microrganismi sono difficili e costose da gestire, possono causare danni anche notevoli alle produzioni industriali, al commercio e al turismo. Il 25% del cibo prodotto è perso lungo la filiera in quanto non è venduto o deteriorato da varie fasi di lavorazione, molto spesso la causa di questo deterioramento sono i microrganismi. Nel 2011 c’è stato un episodio di infezione alimentare causata da Escherichia coli in particolare dal sierotipo O104:H4, che ha colpito centinaia di persone in Germania e ha causato 50 morti e 500 ospedalizzati. È stato difficile scoprire l’origine di questa contaminazione, anche in un Paese sviluppato come la Germania. I casi ci furono anche nel Regno Unito e hanno dato la colpa a cetrioli coltivati in Spagna, ma non era quella l’origine. La risoluzione del problema è stata ritrovata in Egitto collegata alla coltivazione di germogli di fieno greco. In particolare, l’agricoltore aveva utilizzato materiale fecale di vitello per la concimazione, cosa normale, ma deve essere fatto in un momento molto distante dalla raccolta, altrimenti tutti i microrganismi anche potenzialmente patogeni finiscono adesi al prodotto che si sta coltivando.

La tabella riporta il costo diretto e il costo indiretto causati da patologie dovute a microrganismi. La globalizzazione del mercato comporta un maggior rischio di diffusione delle malattie trasmesse attraverso il consumo di alimenti. L’industria alimentare compra le materie prime sul mercato globale, non più nazionale. Questo, al di là della qualità, fa sorgere un problema di controllo in quanto prima la materia prima era prodotta nell’ambito di una stessa nazione, quindi con controlli più efficaci. Oggi è tutto declinato a rapporti cartacei o digitali. Esiste quindi una difficoltà nella valutazione dei fornitori, ma la selezione delle materie prime è alla base per ottenere un prodotto sicuro al consumo, questo in quanto la maggior parte dei pericoli derivano proprio dalle materie prime. È in atto un cambiamento delle abitudini e delle diete alimentari. Esiste una frammentazione dei consumatori, ogni persona o gruppo si alimenta in modo diverso e talvolta questo può avere un effetto sulla sicurezza. Il 28% degli italiani pranza fuori casa (quasi il 40% nelle grandi città). Oltre un quarto delle persone a pranzo mangia un panino o uno snack, un altro quarto mangia pizza o focaccia e solo un 12% consuma un pasto completo. La dieta mediterranea è sempre meno seguita e si assiste a una grande espansione dei prodotti Ready to Eat (RTE) e Ready to Cook (RTC).

Principi generali della legislazione alimentare

L’Europa, in conseguenza di gravi problemi come la BSE (malattia che alla fine del secolo scorso ha devastato il patrimonio zootecnico della Gran Bretagna causando centinaia di morti per consumo di carne infettata da prioni), ha cambiato i principi della legislazione alimentare. Dal 2002 con il Reg. 178 fissa i principi generali:

• Tutela della salute del consumatore, attraverso l’alimentazione.
• Cura del benessere degli animali.
• Salvaguardia della libera concorrenza.
• Difesa del principio di precauzione, solo in Europa un’azienda può proporre sul mercato un nuovo alimento solo se dimostra che il nuovo alimento non causa nessuna patologia e nessuna conseguenza negativa alla salute.

Progettare la sicurezza alimentare (Safety by Design)

L’UE ha rigettato le basi per la sicurezza alimentare per costruire un sistema solido:

• Good Agricultural Practices, Good Fishing Practices;
• Good Farming Practices, Animal welfare;
• Good Hygienic Practices, Good Manufacturing Practices;
• Hazard Analysis Critical Control Point System;
• Food Safety Objectives.

Per ogni punto sono presenti regolamenti dell’Unione Europea che consentono di raggiungere gli obiettivi di sicurezza alimentare.

Food chain concept

Il concetto di catena alimentare nasce dopo il 2000, questa veniva intesa inizialmente come una parte della trasformazione della materia prima (es. produzione della pasta fresca). Questo concetto deve essere però esteso anche a come sono prodotte le materie prime (es. semola e ovoprodotto). Solo in questo modo è possibile controllare tutte le fasi, nasce quindi il concetto di From Farm to Fork (F2F).

Sistema di tracciabilità

Un altro tema della sicurezza alimentare è il sistema di tracciabilità, cioè l’obbligo di tracciare tutti i lotti produttivi dall’inizio alla fine, pietra miliare per la politica della sicurezza alimentare. La tracciabilità è uno strumento per gestire i rischi che consente agli OSA e alle autorità di ritirare dal mercato prodotti riconosciuti come non sicuri per la salute del consumatore. La rintracciabilità è un sistema di documentazione che permette di seguire la storia del prodotto dalla materia prima al consumo.

La rintracciabilità aziendale, cioè all’interno dei confini della attività produttiva o commerciale, è obbligatoria. La rintracciabilità di filiera, cioè quella che unisce tutte le aziende dalla produzione primaria fino al consumo, è raccomandata, obbligatoria per tre filiere:

• Carne bovina, in conseguenza della gravissima epidemia della BSE.
• Uova fresche, ogni uovo presenta sul guscio un codice che designa la singola unità e fornisce informazioni sull’uovo.
• Latte fresco alta qualità, per questa tipologia di latte è necessario codificare dalla stalla, quindi dalle vacche che hanno prodotto il latte fino alla bottiglia di latte venduta.

Esistono altre rintracciabilità di filiera, anche se in realtà non sono obbligatorie. Per esempio, la rintracciabilità di filiera dei vini DOCG, dove sulla singola bottiglia è presente una fascetta, data dal consorzio, a cui sono associati i produttori, numerata. Questa serve anche per ragioni di tipo economico, di protezione del prodotto e di salvaguardia della tutela dell’autenticità del prodotto. Un'altra filiera in cui la rintracciabilità viene effettuata è quella dell’olio extravergine di oliva DOP, dove spesso le bottiglie sono numerate ed è possibile risalire a tutta la filiera.

Progettare la sicurezza alimentare (Safety by Design)

La sicurezza di un alimento è attualmente fondata sul disegno del prodotto e sul disegno del processo.

Per disegno di prodotto si intende come il prodotto è pensato e formulato, selezione e controllo delle materie prime e dei semilavorati, cioè la selezione dei fornitori e la scelta del packaging. Attraverso la miscelazione degli ingredienti è possibile conoscere quali sono i fattori di pericolo, chimici o fisici, che condizionano lo sviluppo microbico. I fattori presi in considerazione sono: il pH, l’a_w, il potenziale redox (legato alla concentrazione di ossigeno presente all’interno della confezione), la presenza di conservanti naturali o artificiali e la presenza o assenza di un microbiota competitivo rispetto al potenziale contaminante patogeno. Attraverso la formulazione è possibile gestire questi fattori che possono aver un impatto nell’inibire lo sviluppo microbico.

La selezione e controllo delle materie prime e dei semilavorati, cioè la selezione dei fornitori, è un punto essenziale, la maggior parte dei pericoli deriva dalle materie prime. Molte aziende alimentari multinazionali hanno comprato i propri fornitori, quindi hanno deciso di occuparsi della propria produzione primaria. Per esempio, le multinazionali della pasta possiedono i campi di grano, le aziende che producono creme spalmabili alla nocciola sono proprietarie delle coltivazioni di nocciola. Questo permette di avere un sicuro rifornimento e un controllo sulla qualità della materia prima.

Il terzo punto è la scelta del packaging. Esso ha rivoluzionato negli anni ‘90 il modo di produrre, distribuire e vendere gli alimenti. Prima molti alimenti erano venduti sfusi, mentre oggi sono soprattutto confezionati. Il packaging, composto dalla confezione primaria a contatto con l’unità prodotto, la confezione secondaria che unisce le singole unità prodotto e la confezione terziaria come il cartone o il pallet, è una barriera di tipo fisico che ha un impatto sulle contaminazioni di tipo chimico ma soprattutto microbiologico e biologico.

Per disegno di processo si intende tutto ciò che è utile a mantenere la sicurezza durante la produzione. Una delle cose principali è la sicurezza del personale, in quanto ancora oggi molti alimenti sono preparati utilizzando la manualità delle persone. In Italia l’