Microbiologia degli alimenti

Le alterazioni alimentari degli alimenti sono dovute a maturazione e senescenza, attività

enzimatica, reazioni chimiche e alterazioni di natura fisica (soprattutto proliferazione

batterica).

NB. le cause di natura non microbica facilitano la proliferazione microbica, che resta la

causa principale.

Dobbiamo sapere se un microrganismo può essere presente nell’alimento e dipende dalla

contaminazione, le cellule che hanno contaminato l’alimento possono moltiplicarsi ma

dipende dal tempo. Quindi, la possibilità di sviluppo di un microrganismo in un alimento

dipende da: tempo, caratteristiche del microrganismo, fattori che ne consentono lo sviluppo

e fattori che ci sono negli alimenti. I microrganismi sono ovunque, in ogni ecosistema e in

ogni componente biotica del nostro pianeta (suolo, acqua, aria, uomo, animali, piante, ecc.)

perciò anche negli alimenti, tranne rare eccezioni di alimenti sterili.

I microrganismi sono:

- batteri (procarioti unicellulari)

- lieviti (eucarioti unicellulari)

- muffe (eucarioti pluricellulari)

La questione rilevante è: COSA COMPORTA LA PRESENZA o LO SVILUPPO DEI

?

MICRORGANISMI NEGLI ALIMENTI

Due effetti:

1) Effetto sull’alimento stesso

2) Effetto sul consumatore dell’alimento (alimento come veicolo di microrganismi)

Effetti diversi (negativi):

1) Effetto sull’alimento, alterazione

2) Effetto sul consumatore, trasmissione di malattia

Effetti diversi (positivi):

1) Effetto sull’alimento, trasformazione per via fermentativa

2) Effetto sul consumatore, effetti salutistici, probiotici

Il numero delle cellule microbiche in un alimento dipende da due aspetti importanti e diversi:

la contaminazione e lo sviluppo.

- contaminazione microbica: è lo spostamento di microrganismi da un ambiente ad un

altro, la contaminazione non provoca una modificazione di composizione dell’alimento;

- sviluppo microbico: i microrganismi che, a diverso livello sviluppano negli alimenti,

determinano mediante il loro metabolismo microbico la trasformazione dei componenti.

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Sviluppo = metabolismo microbico gli eventi microbiologici che potenzialmente possono

alterare la scurezza e la qualità di un alimento dipendono dal metabolismo microbico. I

microrganismi, in particolare quelli più attivi metabolicamente, moltiplicandosi negli alimenti

ne utilizzano alcuni componenti dando luogo a cambiamenti: dannosi per la salute

(microrganismi ), sgradevoli (microrganismi ), oppure gradevoli

PATOGENI ALTERATIVI

(microrganismi ).

VIRTUOSI

PATOGENI: per la salute di chi li consuma, la presenza entro i limiti di legge e lo sviluppo

non deve avvenire;

ALTERATIVI: per l’alimento, la presenza dipende dal numero e lo sviluppo non deve

avvenire;

VIRTUOSI: per la produzione dell’alimento (alimenti fermentati), la presenza sì e lo sviluppo

necessario.

Quali sono i microrganismi alterativi o deterioranti? Dipende dall’alimento, i batteri, lieviti e

muffe che quando sviluppano in una materia prima o in un alimento determinano perdita di

qualità del prodotto. Non sono nocivi, ma deteriorano perché modificano la composizione

causando indesiderate variazioni di colore, accumulo di gas, formazione di biofilm, aroma,

ecc.

Alterazione microbica: più un microrganismo sviluppa in un alimento e maggiore è la

possibilità che causi un’alterazione, che per alcuni alimenti potrebbe essere anche

considerevole, tanto da determinare la perdita di commercializzazione del prodotto. È

importante quindi conoscere e controllare i fattori associati allo sviluppo microbico di un

alimento, anche per riconoscere la causa dell’incidenza e quindi sviluppare ed applicare

efficienti metodi di controllo. Per causare cambiamenti rilevabili in colore, odore, tessitura,

formazione di biofilm, ecc. i microrganismi devono raggiungere livelli numerici elevati (può

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variare da 10 -10 ufc/ml).

Se un alimento è in grado di sopportare lo sviluppo microbico per le sue prerogative fisico-

chimiche intrinseche o viene mantenuto abbastanza a lungo in condizioni che permettono

la contaminazione e lo sviluppo microbico andrà incontro a sicuro deterioramento.

Quindi, non ci sono microrganismi che in assoluto possono essere definiti alterativi, perché

la risposta dipende dal tipo di microrganismo in quell’alimento. Ci possono essere

microrganismi che causano una modificazione in un alimento sgradita e percepita come

un’alterazione negativa, oppure no; in ogni caso possono essere sia batteri che lieviti che

muffe, che causano, duplicandosi, una modificazione dell’alimento, e la modificazione può

essere di diverso tipo: può essere una modificazione di colore, una modificazione di forma,

una modificazione di un aroma. Queste alterazioni possono però non essere sgradite.

Quando questa alterazione avviene, avviene solo se il metabolismo di quel microrganismo

ha modo di manifestarsi, perché soltanto duplicandosi che produce dei metaboliti che sono

percepiti come una modificazione dell’alimento nel quale si sta sviluppando; di

conseguenza, è la sua duplicazione che causa una modificazione; perciò, è importante

conoscere e controllare i fattori che causano la duplicazione.

Di norma, la manifestazione di una presenza microbica che ha causato un’alterazione è di

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10 -10 ufc/ml. Di conseguenza, il fatto che questo livello venga raggiunto per poter

manifestare lo sviluppo, significa rallentare o non portare le cellule a quel valore.

Lo stesso vale per le attività patogene: i microrganismi che causano malattie alimentari,

causano malattia se ingeriti con l’alimento. L’ingestione delle cellule causa malattia qualora

il numero delle cellule ingerite sia tale da provocarla; la provocazione della malattia dipende

da un numero, che a sua volta dipende dal consumatore, che non è uguale per tutti i

microrganismi. Tuttavia, esistono dei microrganismi che causano malattie anche qualora

siano ingeriti in una quantità di cellule indicativamente di poche centinaia. Il fatto che un

microrganismo causa di malattie alimentari possa svilupparsi oppure no in un alimento,

indipendentemente dal fatto che possa causare alterazioni oppure no, è grave.

Ci sono tre tipologie di malattie: intossicazioni alimentari, infezioni alimentari e tossinfezioni

alimentari.

Qualità microbiologica di un alimento

Cos’è la qualità di un alimento? Significa rispondere ai requisiti, ma non è da confondere

con bontà o apprezzamento.

Cos’è la qualità microbiologica? Significa assenza di microrganismi e/o di loro tossine.

La qualità microbiologica è legata all’assenza, nel numero stabilito dalla legge, di

microrganismi patogeni e alla presenza o assenza di microrganismi alterativi che regolano

la stabilità. Quindi, un alimento è qualitativamente valido dal punto di vista microbiologico

se risponde ai requisiti, che possono essere l’assenza o la presenza in quantità consentite

dalla legge. Tutto questo è definito da come si produce un alimento e come si gestisce la

produzione dell’alimento.

La qualità microbiologica di un alimento si valuta andando a vedere se in quell’alimento ci

sono microrganismi che indicano il fatto che ce ne sono altri. I microrganismi definiti

indicatori fanno parte di una categoria più grande, che si definiscono microrganismi marker.

I microrganismi indicatori sono microrganismi che indicano dando un’idea della possibilità

che altri dannosi possano essere presenti. Il vantaggio dei microrganismi indicatori è che

sono facili da ricercare e viene stabilita la sua ricerca in funzione del fatto che possa indicare

la sicurezza di un alimento oppure la sua qualità dal punto di vista tecnologico. Per questo

motivo, la loro ricerca può essere variabile e, di solito, è ottenuta attraverso metodi veloci;

di conseguenza, il fattore rilevante per definire che un microrganismo indicatore sia tale, è

che la sua presenza sia rilevabile velocemente e senza difficoltà.

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- microrganismi indicatori non sono dannosi, ma danno informazioni sulle condizioni

microbiologiche generali della qualità e della sicurezza.

I più noti sono i microrganismi indice di contaminazione fecale (un alimento è arrivato in

contatto in genere con delle acque reflue di scarichi fognari). I microrganismi indice di

contaminazione fecale si cercano sono dei batteri, che sono i coliformi e gli enterococchi.

Ci sono microrganismi che sono indicatori di qualità di processo; quindi, dimostrano se quel

processo è avvenuto correttamente oppure no (es. processo di trattamento termico: ci sono

microrganismi che vengono cercati per verificare che il processo sia avvenuto

correttamente).

A volte si vanno a cercare i metaboliti indicatori invece dei microrganismi indicatori (es.

invece di andare a contare i batteri lattici, si va a cercare direttamente l’acido lattico, che è

il metabolita principale dei batteri lattici). Identificato una molecola, si può andare a cercare

quella.

La contaminazione microbica

Con il termine contaminazione si indica lo spostamento di un microrganismo da un ambiente

ad un altro (cioè dall’ambiente in cui si trova l’alimento all’alimento).

La contaminazione non provoca una modificazione di composizione dell’alimento. Questo

spostamento è il risultato della contaminazione e dell’eventuale sviluppo (se non c’è

contaminazione, non si può avere sviluppo; lo sviluppo si ha solo se l’alimento è

contaminato; d’altra parte. tutti i microrganismi che hanno contaminato un alimento non è

detto che siano in grado di svilupparsi).

La contaminazione microbica può avvenire in ogni punto del percorso che va dalla

produzione al consumo.

Il numero di microrganismi presenti su un alimento non dipende solo dalla contaminazione,

ma anche dalla possibilità che si siano sviluppati. La presenza al momento della

contaminazione è legata al fatto di che cosa è successo tra il momento in cui quell’alimento

è stato prodotto al momento in cui quell’alimento viene consumato. Questo dipende da

diversi fattori, che prendono in considerazione la materia prima, la lavorazione della materia

prima, la conservazione e il tempo di conservazione, e anche il consumo.

Il tipo di contaminazione condiziona lo sviluppo, ma il livello di contaminazione condiziona il

tempo necessario affinché quell’alimento possa manifestare in un tempo più o meno veloce

la sua modificazione. La manifestazione dell’alterazione sarà tanto più veloce quanto

maggiore è il numero delle cellule che hanno contaminato l’alimento.

(Se d’estate si consumano delle salamelle alla griglia si corre un rischio. Qual è il rischio

che si corre e perché? Il motivo per cui delle salamelle cotte alla griglia sono un alimento

che, se non cotto correttamente, può essere una fonte di una malattia alimentare, è perché

la salamella è molto contaminata perché è carne macinata e perché la cottura alla griglia è

una cottura che potrebbe essere solo superficiale. Tuttavia, è chiaro che questa possibilità

aumenta nel mese di luglio rispetto al mese di dicembre perché nel mese di luglio si

prendono le salamelle dal frigo e, dal momento in cui vengono tolte dal frigo al momento in

cui vengono fatte cuocere, magari è passata un’ora e a luglio c’è caldo).

La velocità dell’alterazione di un alimento, o il suo livello di salubrità, è legata al numero di

cellule contaminanti (valore di contaminazione) rispetto alle condizioni che possono essere

favorevoli oppure no, moltiplicato alle caratteristiche del microrganismo.

Quindi, la velocità con la quale un’alterazione può

avvenire è direttamente proporzionale al numero

delle cellule che contaminano e indirettamente

proporzionale ai fattori ecofisiologici che facilitano o

ostacolano la duplicazione cellulare.

Maggiore è il livello di contaminazione maggiore è la

velocità con la quale la modificazione dell’alimento

avviene.

Le contaminazioni possono non essere soltanto uno spostamento di cellule, ma anche uno

spostamento di metaboliti cellulari (contaminazione chimica di un prodotto del metabolismo

microbico). La contaminazione può essere anche una contaminazione crociata perché

incrocia gli alimenti (contaminazione che avviene da un alimento ad un altro).

Le contaminazioni possono essere numerate in quattro step:

1) Contaminazione primaria, in fase di produzione (materie prime), ad opera di

microrganismi che si spostano da acqua, aria, suolo e animali (compreso l’uomo);

2) Contaminazione secondaria, in fase di lavorazione, dipendono principalmente

dall’ambiente di lavoro e dal personale;

3) Contaminazione terziaria, a livello di stoccaggio e commercializzazione;

4) Contaminazione quaternaria, in fase di consumo, molto importanti nella ristorazione

collettiva.

CONTAMINAZIONI PRIMARIE

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Acqua viene a contatto con l’alimento per diverse ragioni: per l’irrigazione, per il lavaggio

delle attrezzature, o perché coadiuvante tecnologico o anche come ingrediente. L’acqua

non è mai sterile. L’acqua può subire dei processi di trattamento che la stabilizzano dal

punto di vista microbiologico ed è caratterizzata dalla presenza di molecole inorganiche che

possono modificare anche i sistemi di pulizia.

Dal punto di vista microbiologico, il genere Pseudomonas è la principale presenza

nell’acqua. Quindi, quando un alimento ha avuto un contatto con l’acqua può essere

contaminato da Pseudomonas. Sempre nell’acqua ci possono essere microrganismi di

origine fecale, tra cui Enterobacterium. È meno probabile che nell’acqua ci siano delle muffe.

Per gli aspetti microbiologici qualitativi dell’acqua sono previste delle analisi. La classica

ricerca dei microrganismi indicatori dell’acqua sono i microrganismi che servono ad indicare

se l’acqua è venuta a contatto con degli scarichi fognari (e quindi l’acqua può contenere

batteri che derivano da feci: i coliformi e gli enterococchi) e anche la ricerca di Clostridium

perfringens, che è uno sporigeno e la sua presenza sottoforma di spora nell’acqua è molto

probabile.

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Aria è veicolo di microrganismi (non fonte) e, di conseguenza, tutti i processi di

produzione che vedono il diverso coinvolgimento dell’aria vedono una facilità di

contaminazione. La gestione della posizione del passaggio d’aria e della pressurizzazione

ambientale è fondamentale per gestire lo spostamento microbico. La presenza di

microrganismi sporigeni, che è quella più frequente, può essere legata sia a batteri che a

muffe.

L’analisi microbiologica dell’aria vede la filtrazione dell’aria con dei filtri.

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Suolo è un ambiente fortemente contaminato, che si contraddistingue per un’ampissima

varietà dal punto di vista numerico e dal punto di vista qualitativo dei microrganismi che

sono presenti. Il suolo è, per la sua caratteristica, una grande riserva di spore. Quindi, tutti

gli alimenti che sono venuti a contatto con il suolo vedono la possibilità della presenza di

spore (Clostridium). ®

Animali (o uomo) gli animali, tra cui anche l’uomo, diventano una fonte di

contaminazione perché, a loro volta, sono contaminati. Le parti maggiormente contaminate

di un animale sono le parti esterne, come l’epidermide, l’apparato respiratorio e l’intestino.

L’intestino è fonte di contaminazione indiretta perché è attraverso l’intestino che vengono

prodotte le feci che, di conseguenza, vanno a contaminare. L’intestino può essere anche

una fonte di contaminazione diretta quando l’alimento che si considera è la parte muscolare

intorno all’intestino se perde integrità (quindi, un intestino integro diventa una fonte di

contaminazione solo attraverso le feci, invece, un intestino rotto diventa una fonte di

contaminazione enorme per le carni).

Uno degli alimenti che maggiormente risente la contaminazione dell’epidermide degli

animali è il latte (fase di mungitura).

Anche l’uomo può contaminare l’alimento, ma la contaminazione da parte dell’uomo è legata

a quando l’uomo viene a contatto diretto con l’alimento (trasformazione dell’alimento), quindi

contaminazioni secondarie.

CONTAMINAZIONI SECONDARIE

Le contaminazioni secondare avvengono in fase di lavorazione, dipendono principalmente

dall’ambiente di lavoro e dal personale. Le contaminazioni che possono avvenire durante la

lavorazione sono tanto più complesse quanto più complessa e prolungata è la lavorazione

(es. confezionamento pesche in vassoi e preparazione macedonia). Sono responsabili

acqua, aria, suolo, fattori strutturali e fattori operativi.

Uno svariato numero di macchinari viene utilizzato per la raccolta, il trasporto, la lavorazione

e la conservazione degli alimenti e a questi si aggiungono gli strumenti. Le fonti di

contaminazione sono svariate, possono provenire da acqua, personale o aria. e tipologie di

macchinari devono essere facilmente lavabili e facilmente risciacquabili. Uno degli aspetti

fondamentali, che riguarda la capacità di pulizia e quindi di riduzione della contaminazione,

dipende anche dalla tipologia di microrganismo. Non tutti i microrganismi sono uguali, ci

sono microrganismi in grado di produrre dei biofilm e dove ci sono produzioni di biofilm ci

sono meccanismi di adesione alle superfici che sono particolarmente importanti, più difficili

da eliminare e che creano una comunità microbica più difficile da togliere. Di conseguenza,

i microrganismi che arrivano a