Qualità e sicurezza microbiologica nei sistemi alimentari

Qualità e sicurezza microbiologica nei sistemi alimentari

Sostenibilità ambientale

Sostenibilità ambientale: capacità di mantenere qualità, equilibrio e riproducibilità delle risorse naturali, anche per le generazioni future. Problemi correlati alla sostenibilità:

• Pressione demografica sta esaurendo la capacità del pianeta di nutrire l'umanità;
• Il riscaldamento globale fa diminuire i terreni coltivabili;
• Guerre;
• Land grabbing: uno stato benestante o una sua società multinazionale compra a basso costo una terra in paesi poveri.

Sostenibilità economica

Sostenibilità economica: capacità di generare reddito e occupazione. È utile riflettere su come la "fame nel mondo" sia un problema di reddito e non di produzione, ossia i soggetti che non riescono a sfamarsi sono in tale condizione in quanto indigenti e non perché la produzione globale di alimenti sia insufficiente. Inoltre, hanno un numero sempre inferiore di occupati poiché l'elevata introduzione di tecnologie rende tali professioni non sufficientemente remunerative. Cosa coltiviamo, quanto e come mangiamo ha un grosso impatto sul pianeta (es. costa di più produrre soia rispetto a frumento, costa di più produrre carne bovina rispetto ai cereali). Il consumo di insetti come fonte di nutrimento potrebbe risolvere il problema della sostenibilità economica; la ripugnanza a riguardo è una peculiarità Europea.

Sostenibilità sociale

Sostenibilità sociale: capacità di garantire condizioni di benessere umano (salute, sicurezza e istruzione) equamente suddivisi sulle classi sociali. La sostenibilità sociale dell'alimentazione riguarda la sicurezza alimentare, intesa come:

• Food security: possibilità economica di procurarsi sufficiente cibo a sopravvivere. Riguarda 4 miliardi di persone; circa 1 miliardo di persone non ha il reddito necessario per vivere.
• Food safety: possibilità di comprare cibo sicuro e idoneo al consumo (per far ciò è necessario un reddito idoneo). Riguarda 2 miliardi di persone (es. Marocco).
• Food quality: possibilità di avere un'elevata qualità di spesa alimentare (adeguata in termini di calorie e nutrienti, congrua ai propri gusti ed usanze, varia, ecc). Riguarda mezzo miliardo di persone, principalmente nei paesi occidentali.

Food safety

La food safety sarà l'argomento principale di questo corso: il consumatore ha diritto di aspettarsi che il cibo e le bevande che consuma siano "safe", "suitable", ossia che non contengano nulla di dannoso alla salute, e soddisfino le esigenze nutrizionali e corrispondano all'aspettativa del consumatore. Le malattie trasmesse attraverso il consumo degli alimenti sono costose da guarire e possono causare danni anche notevoli alle produzioni industriali, al commercio e al turismo (necessità di un sistema HACCP efficiente). Si stima che ogni anno negli Stati Uniti vengano spesi 31 miliardi di dollari per risolvere problemi dovuti a microorganismi nella produzione alimentare. Tali patologie sono in aumento in quanto l'abitudine di consumare pasti fuori casa è sempre più frequente per necessità e per piacere; è anche in aumento il consumo di piatti pronti e semilavorati (RTE e RTC), spesso veicolo di patogeni.

Cause delle malattie alimentari

Le malattie trasmesse attraverso il consumo degli alimenti possono essere causate da:

• Agenti fisici come radionuclidi e materiali estranei (es. pezzi di vetro);
• Agenti chimici quali sostanze naturali tossiche (es. cianuro), contaminanti ambientali/inquinanti persistenti (meno utilizzati oggi, ma ancora presenti nell'ambiente), contaminanti agronomici/zootecnici, residui di lavorazione (es. detergenti, lubrificanti), additivi impropriamente usati, sostanze di neoformazione (soprattutto quando si trattano con calore i prodotti alimentari);
• Agenti biologici: microorganismi (batteri, protozoi, funghi, ecc), parassiti, tossine, micotossine, tossine algali, metaboliti di origine microbica, prioni (proteine mutate).

Rintracciabilità

Per rintracciabilità si intende sistema di documentazione che consente di controllare e identificare la storia della singola unità alimentare prodotta, dalla materia prima fino al consumo. Può essere aziendale o di filiera. La seconda è raccomandata, ma obbligatoria solo nel caso di carne bovina e prossimamente anche avicola e suina, uova fresche e latte fresco pastorizzato di alta qualità. La produzione di prodotti biologici e i prodotti a marchio di qualità (vino, olio EVO, formaggio, ecc) spesso presenta una rintracciabilità di filiera.

Legislazione alimentare

I principi generali della legislazione alimentare dettati dal regolamento 178/2002 del Parlamento Europeo e del Consiglio sono:

• Tutela della salute del consumatore;
• Salvaguardia della libera concorrenza;
• Cura del benessere degli animali;
• Difesa del principio di precauzione (in Europa si può mettere sul mercato un prodotto solo se è dimostrato che non può far male al consumatore).

Igiene alimentare

L'igiene è la disciplina medica che mira ad ottenere la salute dell'individuo e della collettività attraverso l'applicazione di provvedimenti personali e sociali che conservano e promuovono il benessere fisico e psichico dell'organismo. L'igiene è lo strumento essenziale per prevenire le conseguenze negative sullo stato di salute del consumatore e sull'economia degli operatori dovute alle malattie trasmesse con gli alimenti e alle alterazioni degli alimenti. Ogni operatore del settore alimentare ha la responsabilità che il cibo prodotto sia sicuro e idoneo. Bisogna perciò "progettare" la sicurezza alimentare ("safety by design"): prima di produrre un alimento, si deve già pensare a come far sì che sia idoneo e sicuro.

Sicurezza alimentare

Alla base della produzione alimentare ci devono essere:

• Buone pratiche agricole e di pesca;
• Buone pratiche di allevamento e benessere animale;
• Buone pratiche di igiene: adeguata rete idrica, acqua potabile, sistema fognario efficiente;
• HACCP.

La sicurezza di un alimento è principalmente assicurata da:

• Disegno del prodotto:
  • Formulazione;
  • Selezione e controllo delle materie prime, dei semilavorati e quindi dei fornitori;
  • Scelta del packaging in quanto protezione: confezionamento primario (monodose), secondario (attorno a 6-8 confezioni) e terziario (grande produzione).
• Disegno del processo:
  • Formazione del personale;
  • Applicazione dei piani HACCP;
  • Applicazione delle Good Hygienic Practices;
  • Applicazione delle Good Manufacturing Practices.

Classificazione tassonomica e funzionale dei microorganismi

La tassonomia è la scienza che permette la creazione di un albero filogenetico dei microorganismi, fatto in base ad analisi comparative di sequenze nucleotidiche. I regni che comprendono microorganismi sono Bacteria, Archea e Eukarya (o Eukaryota) comprendente Fungi e Protista. Per l'identificazione dei microorganismi vengono sequenziate alcune regioni del DNA ribosomiale: due batteri sono della stessa specie se la percentuale di omologia dell'operone 16S rRNA è > 97% con l'eccezione della Pseudomonas fluorescens (a volte <50%) e di Escherichia coli Shigella (a volte >98%). Si prende in considerazione il 16S rRNA perché è altamente conservato (universale), è stabile ed è trascritto, ma non tradotto quindi non si ha degenerazione del codice.

Classificazione funzionale dei microorganismi nel settore alimentare

• Microorganismi utili o indispensabili: comprendono i costituenti (positivi) del microbiota, i probiotici ed i microorganismi pro-tecnologici spontanei o innestati (es. batteri fermentanti, microrganismi impiegati nella produzione di prodotti come yogurt, kefir, birra, ecc). Comprendono: batteri lattici, bifidobatteri, proprionobatteri, batteri acetici, saccaromiceti e muffe per la produzione di prodotti lattiero-caseari (es. formaggi erborinati come il brie).
• Microorganismi patogeni o tossigeni: sono un pericolo per salute del consumatore, sebbe spesso non cambino le caratteristiche sensoriali del prodotto (non ci accorgiamo della loro presenza). Dai più grandi ai più piccoli sono: elminti, protozoi, muffe, batteri (infezioni, tossinfezioni, intossicazione), virus, prioni (proteine mal-ripiegate che causano patologie come la TSE).
• Microorganismi indicatori o alteranti: la loro concentrazione indica lo stato igienico di un alimento, lo stato di alterazione o lo stato qualitativo e la loro presenza comporta un cambiamento sensoriale del prodotto. Si dividono in:
  • Batteri indicatori dello stato igienico/di pulizia:
    • Carica mesofila aerobia (impropriamente detta anche carica microbica totale);
    • Enterobatteriacee;
    • Staficolocchi coagulasi positivi.
  • Batteri indicatori di contaminazione fecale:
    • Escherichia coli;
    • Clostridi solfito riduttori.
  • Batteri alteranti indicatori di shelf-life:
    • Lieviti;
    • Muffe.

Malattie trasmesse con gli alimenti

Le malattie trasmesse con gli alimenti possono essere classificate in:

• Infestazioni: aggressione di un tessuto da parte di un parassita, solitamente un metazoo (es. elminte);
• Infezione: aggressione di una cellula da parte di un microrganismo (protozoo, bacterio, virus, ecc) il quale può anche penetrarvi;
• Tossinfezione in senso stretto: produzione di tossine all'interno dell'ospite in seguito a germinazione di spore. Nel campo alimentare sono date da batteri sporigeni, bacillus e clostridium;
• Intossicazione: assunzione da parte dell'ospite della tossina batterica o fungina preformata nell'ambiente.

Infestazioni

Le parassitosi causate dal consumo di alimenti sono dovute a eucarioti pluricellulari appartenenti al regno degli animali (metazoi) e unicellulari appartenenti al regno dei protisti (protozoi). Essendo parassiti, devono essere ospitati da una specie animale per compiere il loro ciclo vitale. Il ciclo vitale può essere definito diretto quando avviene in un'unica specie ospite, indiretto quando avviene in più specie. Per ospite definitivo si intende la specie ospite in cui avviene la riproduzione sessuata. La principale modalità di trasmissione è quella che coinvolge il circuito oro-fecale: il parassita viene ingerito dall'ospite per mezzo di acqua o alimenti contaminati dalle sue uova, cisticerchi, cisti; l'ospite infestato scarica attraverso le feci uova, larve o adulti del parassita. Gli elminti possono essere distinti in sessi oppure essere ermafroditi, mentre i protisti presentano una doppia polarità (riproduzione sessuata per meiosi).

Elminti

(dal greco έλμινς, vermi) Il ciclo vitale degli elminti può essere diretto o indiretto, tuttavia si ha sempre un ospite definitivo in cui avviene la riproduzione sessuata. La modalità di trasmissione coinvolge il circuito oro-fecale (6F). Le uova/cisti/cisticerchi si possono trovare sia nell'ambiente che nell'ospite. Alcuni ospiti possono essere infestati per anni poiché i parassiti possono incistarsi in tessuti target. Gli elminti causano un'infestazione alimentare, attaccano e degradano un tessuto (es. intestino) dando danno tissutale:

• Per azione meccanica (aderenza o penetrazione);
• Azione biochimica (necrosi del tessuto infestato);
• Reazione immunitaria (infiammazione persistente);
• Danno nutrizionale per deprivazione o esaurimento dei nutrienti.

Ciò causa solitamente una grave enterite non autolimitante con febbre, vomito, diarrea, dolore, spossatezza, disidratazione, malnutrizione, deperimento e talvolta morte.

Nematodi

Nematodi

Trichinosi (Trichinella spiralis)

È detta trichinosi l'infestazione da trichine, vermi cilindrici di ridotte dimensioni (2mm). La trichina ha una unica cavità che funge da tratto digestivo e le larve possiedono uno stilo per penetrare nella mucosa intestinale. Dopo ingestione di carne cruda (salumi suini) o poco cotta in cui presenti forme di resistenza, le cisti liberano le larve nello stomaco dell'ospite che migrano nell'intestino tenue, dove diventano individui adulti. Dopo fecondazione si generano larve che in parte sono scaricate all'esterno con le feci e in parte penetrano la mucosa intestinale, risalgono attraverso i vasi linfatici e si insediano nel tessuto muscolare, ove si incistano e rimangono latenti per anni. Le trichine parassitano l'intestino dell'uomo e di molti animali (maiale, cinghiale, topo, ratto, cane, gatto, carnivori; serbatoi animali). Di solito gli alimenti coinvolti nella trasmissione del parassita sono quelli derivati dalla selvaggina perché gli allevamenti sono controllati da presidi veterinari. L'ospite finale è il suino.

Controllo e prevenzione

• Presidi veterinari presso gli allevamenti:
  • Cura degli animali;
  • Igiene ambientale;
  • Lotta ad infestazioni da roditori;
• Presidi veterinari al macello (a campione):
  • Ispezione dell'animale ante mortem;
  • Ispezione dei tessuti muscolari post mortem (guanciale, diaframma, muscoli intercostali);
• Buone pratiche di produzione:
  • Uso esclusivo di acqua potabile (non contaminata da materiale fecale);
  • Mantenimento dell'igiene ambientale e dell'impianto;
  • Formazione del personale;
• Precauzione nella preparazione alimentare (temperatura è fattore determinante):
  • Cottura al cuore del prodotto (almeno 75°C per 30'');
  • Oppure congelamento (almeno -18°C per 96 h);
  • Astensione dal consumo (religione ebraica, islamica, vegetarianismo).

Ossiuriasi o Enterobiasi (Enterobius vermicularis)

Tipica parassitosi infantile in quanto le uova di Enterobius sono comuni nel suolo ed i bambini mettono tutto in bocca. Gli ossiuri, agenti eziologici, sono vermi cilindrici di colore bianco di ridotte dimensioni (4 mm). Le uova ingerite dall'ospite si schiudono nell'intestino crasso e si trasformano in larve. Nell'intestino crasso gli individui adulti si coniugano e le femmine migrano nella zona perianale liberando le uova. Gli ossiuri non hanno ospiti intermedi, l'ospite principale sono i primati, in particolare l'uomo. Gli alimenti coinvolti sono acqua non potabile, il cibo sporco di suolo e gli alimenti contaminati da materiale fecale.

Controllo e prevenzione

• Controllo delle acque;
• Gestione dei sistemi di potabilizzazione dell'acqua:
  • Trattamento delle fonti;
  • Gestione delle reti distributive;
  • Gestione dei sistemi fognari;
  • Gestione dei reflui;
• Uso di acqua potabile;
• Igiene ambientale nella filiera alimentare e in agricoltura;
• Formazione personale nella filiera alimentare e in agricoltura.

Anisakiasi (Anisakis simplex)

L'anisakiasi è un'infestazione da vermi cilindrici di lunghezza 2cm. Essi resistono all'acidità dello stomaco, poiché possiedono uno strato protettivo esterno che permette loro di superare la barriera gastrica. Le larve possono perfino penetrare nella mucosa gastrica. L'uomo è ospite accidentale, mentre l'ospite finale sono i mammiferi marini. Responsabili della trasmissione della patologia sono i prodotti ittici contaminati (pesce, molluschi).

Controllo e prevenzione

• Presidi veterinari presso gli allevamenti ittici:
  • Cura e dieta degli animali;
  • Igiene ambientale;
  • Lotta ad infestazioni da roditori;
• Presidi veterinari alla raccolta del pescato (a campione):
  • Ispezione dei tessuti muscolari post mortem;
• Precauzione nella preparazione alimentare (Reg. CE 853/2004):
  • Cottura al cuore del prodotto (almeno 60°C per 1');
  • Congelamento (almeno -20°C per 24 h);
  • Salagione (concentrazione salina >10% per almeno 45 giorni);
  • Aceto, vino e limone NON HANNO effetto sulla sopravvivenza degli elminti.

Cestodi

Teniasi (Taenia saginata da bovino e Taenia solium da suino)

La teniasi è l'infestazione da tenie, vermi piatti lunghi da pochi millimetri a metri. L'estremità anteriore delle tenie è munita di apparato boccale, detto scolice, avente ventose e rostrello uncinato che funge da organo di fissazione alla mucosa dell'intestino tenue. Il corpo è formato da segmenti detti proglottidi, contenenti gli apparati digerenti e sessuali; queste si riempiono di uova quando fecondate. L'uomo è ospite accidentale, bovini e suini sono gli ospiti principali. Le tenie non hanno un apparato digerente, ma ogni segmento assorbe nutrienti direttamente dall'intestino.

Controllo e prevenzione

• Presidi veterinari presso gli allevamenti:
  • Cura degli animali;
  • Igiene ambientale;
  • Lotta ad infestazioni da roditori;
• Presidi veterinari al macello (a campione):
  • Ispezione dell'animale ante mortem;
  • Ispezione dei tessuti muscolari post mortem (guanciale, diaframma, muscoli intercostali);
• Buone pratiche di produzione:
  • Uso esclusivo di acqua potabile (non contaminata da materiale fecale);
  • Mantenimento dell'igiene ambientale e dell'impianto;
  • Formazione del personale;
• Precauzione nella preparazione alimentare: