Microbiologia dei prodotti alimentari

PROCESSO DIRADAPPERTIZZAZIONE

Il processo di diradappertizzazione consiste nell'applicazione di una radiazione sterilizzante che determina una sterilità commerciale. Questo processo è in grado di distruggere la presenza di endospore come quelle del C. botulinum con livelli di radiazione applicati di 30-40 kGy. Tuttavia, questo processo non può essere utilizzato per il trattamento degli alimenti a causa dei potenziali problemi legati alla radioattività o alla formazione di sostanze cancerogene a seguito di questi trattamenti ad elevata energia.

RADICIZZAZIONE

La radicizzazione prevede l'utilizzo di una dose di energia ionizzante di 2,5-10 kGy. Questa energia equivale a una radiazione di pastorizzazione, quindi con questo trattamento si può avere una riduzione dei patogeni non sporigeni. L'uso di questa intensità di energia è quella che l'OMS considera come dose massima che può essere impiegata per gli alimenti. Gli alimenti così trattati devono essere...

conservati in frigo perché dobbiamo prevenire la germinazione delle spore che non sono sensibili a questo trattamento. RADURIZZAZIONE: diminuendo la quantità di energia e applicandola a intensità di 0,75-2,5 kGy abbiamo il processo della radurizzazione che equivale a una radiazione pastorizzante con effetto sulla vitalità dei più comuni MO che possono causare alterazioni negli alimenti; quindi questo trattamento può essere effettuato per diminuire la carica microbica e aumentare la shelf life ed è utilizzato per distruggere i MO degradativi. Quando ci troviamo di fronte a dover scegliere la tipologia di trattamento dobbiamo tener conto che le cellule microbiche hanno tendenza all'omeostasi, cioè al raggiungimento di una relativa stabilità al variare delle condizioni esterne, all'adattamento a condizioni di stress attraverso meccanismi autoregolatori. Ad esempio, quando abbasso la T il meccanismo di difesa del MO porta a

modulare gli AGo a aumentare la sintesi degli enzimi. Quando ho un abbassamento della aw aumenta la biosintesi di soluti e il trasporto attivo. Quando abbasso il PH il meccanismo di regolazione per la cellula è l'espulsione di H+ a spese energetiche. Trattando termicamente ad alte T le cellule, queste sintetizzeranno, per contrastare questo stress, delle heat shock protein e rinizieranno a riparare il DNA; di tutti questi meccanismi di omeostasi devo tenerne conto quando devo scegliere i trattamenti da effettuare per controllare i MO.

Una strategia che viene applicata nel controllo dei MO negli alimenti è quella della HURDLE TECHNOLOGY: teoria degli ostacoli si basa sull'uso della combinazione dei fattori intrinseci ed estrinseci per controllare la crescita microbica, in modo da poter applicare trattamenti meno severi sugli alimenti per ottenere il desiderato controllo microbiologico; in questo modo si possono produrre alimenti allo stesso momento salubri, stabili, nutritivi.

gustosi ed economici per quanto riguarda i trattamenti. Secondo questo principio un prodotto è microbiologicamente stabile e sicuro per la presenza di ostacoli che sono specifici per un determinato prodotto, sia in termini di tipologia, sia in termini di forza del loro effetto (quindi tipologia del trattamento e forza del trattamento). Questi ostacoli insieme tengono sotto controllo i MO alterativi e patogeni perché questi MO non possono sopravvivere a tutti gli ostacoli presenti. Un esempio di combinazione di ostacoli è in figura: la linea tratteggiata rappresenta il salto che può fare il MO per superare l'ostacolo; nel primo esempio a) l'alimento contiene 6 ostacoli: alta T di processo, bassa T di conservazione, bassa aw, basso pH e basso potenziale redox e presenza di conservanti. Qualche MO presente può saltare l'ostacolo ma nessuno di loro può aggirarli tutti, quindi l'alimento è sicuro, perché comunque la

linea tratteggiata con la freccia non supera l'ultimo ostacolo, quello dei preservanti. Quindi la carica microbica si riduce a ciascun ostacolo, e infatti la linea tratteggiata si abbassa dopo aver superato ciascuno di questi ostacoli. Gli ostacoli, come rappresentato in figura b) possono essere di diversa intensità; se sono presenti pochi MO all'inizio possono essere applicati un minor numero di ostacoli oppure ostacoli ad intensità ridotta come nel caso rappresentato da c). All'opposto, se la carica microbica è elevata, dovuta ad esempio a scarse condizioni igieniche, il set di ostacoli predisposto non può essere sufficiente, come in d), dove vediamo che i MO superano anche l'ultimo ostacolo. In altri casi si può verificare che il set di ostacoli predisposto può non essere sufficiente perché l'alimento è particolarmente ricco di fattori di crescita che stimolano lo sviluppo microbico iniziale e lo vedo in

1. Per il controllo ottimale dei MO negli alimenti è importante fare una scelta calibrata delle tecnologie a disposizione e della loro combinazione, che tenga conto del livello di contaminazione, delle caratteristiche dell'alimento e delle proprietà dei MO che si presuppone possano svilupparsi; dobbiamo tener conto anche dell'omeostasi cellulare, delle probabili condizioni di conservazione, della shelf life richiesta e della qualità e livello di sicurezza richiesto per le diverse destinazioni d'uso: ad esempio maggiore qualità e maggiore sicurezza è richiesta per alcuni alimenti per l'infanzia.
2. Metodi per determinare i microrganismi negli alimenti

Queste metodologie sono molteplici, e affronteremo quelle più utilizzate, sia in un laboratorio di microbiologia che nei reparti di microbiologia delle aziende alimentari dove si deve fare il controllo microbiologico dei MO che si sviluppano, o nei laboratori che fanno analisi.

Per terzi, analizziamo campioni presi presso aziende del settore agroalimentare. Con le analisi microbiologiche possiamo ricercare MO patogeni per indagini igienio-sanitarie, o MO di interesse tecnologico, cioè quelli associati alle trasformazioni alimentari.

Obiettivi:

• Numerazione dei MO (quanti MO ci sono in una determinata matrice, materia prima, alimento finito, ambienti di lavoro delle aziende alimentari)
• Identificazione (definire il genere e la specie della popolazione microbica presente su un alimento, substrato, matrice, ambiente di lavorazione)
• Monitoraggio di ceppi microbici (monitoraggio di speciali gruppi microbici che voglio prendere in considerazione)

Motivazione di numerazione e identificazione dei MO:

• Indagini di tipo igienico-sanitario (vado a ricercare quei MO patogeni produttori di tossine che possono essere dannosi per la salute dell'uomo)
• Ricerca di microrganismi alterativi
• Microrganismi di interesse tecnologico (trasformazioni) (es.

Per gli alimenti fermentati, è importante tenere sotto controllo la carica microbica di determinati microrganismi virtuosi e utili. Pertanto, è necessario effettuare un monitoraggio per valutare l'andamento della fermentazione e capire se è necessario interrompere il processo di trasformazione. Ad esempio, la trasformazione del mosto d'uva in vino, la trasformazione del malto d'orzo in birra o la trasformazione del latte in yogurt o formaggi sono tutti esempi di alimenti fermentati che hanno subito una trasformazione della matrice fino al prodotto desiderato.

Scelta del metodo più appropriato

Esistono diverse metodologie sia per l'enumerazione dei microrganismi sia per l'identificazione dei microrganismi, e la scelta del metodo appropriato dipenderà da vari aspetti. Questi includono la morfologia e la fisiologia delle cellule che si desidera ricercare, l'alimento o l'ambiente che si desidera monitorare, i tempi di risposta richiesti per ottenere i dati e la legislazione vigente (soprattutto quando si desidera determinare i microrganismi presenti).

patogeni per i quali ci sono dei metodi standard che devo applicare con dei terreni di coltura standard, ma anche delle condizioni standard con delle tecniche standard che sono regolate tramite protocolli ufficiali e mi devo attenere a quelli).

Campionamento! È un'attività comune a tutte le tecniche; è la selezione di un numero rappresentativo della popolazione, quindi il prelievo di una parte dell'alimento o della matrice alimentare o dell'ambiente di trasformazione che dovrà essere rappresentativo della totalità dell'alimento, della matrice o dell'ambiente.

- Deve essere rappresentativo della matrice originaria (materie prime, intermedi, prodotti finiti) es se ho un campione liquido dovrò omogenizzare il più possibile la matrice in modo da fare un campionamento rappresentativo di tutto l'alimento

- Strumentazione apposita a seconda della matrice es se ho un alimento liquido dovrò prelevare il

campione con l'utilizzo di pipette, se invece ho un campione solido o semisolido utilizzerò spatole o dei pistoni per il prelievo del campione (es per un formaggio o salame uso pistoni; per alimenti più polverulenti posso usare delle spatole o anche delle sonde ad ago che vanno direttamente a prelevare nei sacchi).

Sterilità degli strumenti usati per il campionamento, quindi privi di qualsiasi altro MO presente, perché non voglio che nell'analisi vado a contare i MO contaminanti la strumentazione, magari da analisi precedenti.

Quantità di campione da prelevare, la si definisce sia in base al numero dei MO che penso siano presenti nell'alimento, sia in base al grado di omogeneità dell'alimento: quanto meno è omogeneo l'alimento o la matrice, quanto più campione dovrò prelevare.

Corretto trasporto in laboratorio perché è fondamentale che il campione arrivi in laboratorio nelle stesse condizioni in cui è stato prelevato.

Condizioni in cui si trovava al momento del prelievo; non devo quindi far sì che ad esempio durante il trasporto i MO possano duplicare, altrimenti ho un errore per eccesso dei MO che erano originariamente presenti nell'alimento.

Verbale va redatto durante il campionamento e in esso vengono riportati l'operatore, l'età, momento del prelievo (data e ora), le condizioni del prelievo, il lotto identificativo del prodotto che ho campionato, le condizioni di trasporto del campione dal punto di prelievo allaboratorio di analisi e le tecniche utilizzate per l'identificazione e numerazione dei MO.

Normativa di riferimento per le analisi e i prodotti che hanno la normativa di riferimento.

Numerazione dei microrganismi:

1. Metodi diretti: l'oggetto del conteggio è direttamente il MO che io ho al momento del prelievo. Prevede il conteggio delle cellule microbiche al microscopio; l'oggetto del conteggio sono direttamente i MO e non entità che da essi

ti alle diverse fasi di crescita•analisi chimiche per determinare la composizione dei miei MO•microscopia per osservare la morfologia delle mie cellule•colture in vitro per studiare il comportamento dei miei MO in condizioni controllate•test di sensibilità agli antibiotici per valutare la resistenza dei miei MO•test di virulenza per valutare la capacità dei miei MO di causare malattie•test di fermentazione per valutare la capacità dei miei MO di produrre determinati metaboliti•test di biodegradabilità per valutare la capacità dei miei MO di degradare determinate sostanze•test di produzione di enzimi per valutare la capacità dei miei MO di produrre enzimi specifici•test di produzione di antibiotici per valutare la capacità dei miei MO di produrre antibiotici naturali•test di produzione di sostanze bioattive per valutare la capacità dei miei MO di produrre sostanze con attività biologica•test di produzione di bioplastiche per valutare la capacità dei miei MO di produrre bioplastiche•test di produzione di biocarburanti per valutare la capacità dei miei MO di produrre biocarburanti•test di produzione di enzimi industriali per valutare la capacità dei miei MO di produrre enzimi utilizzati in processi industriali•test di produzione di composti chimici per valutare la capacità dei miei MO di produrre composti chimici utilizzati in diversi settori industriali•test di produzione di biomateriali per valutare la capacità dei miei MO di produrre biomateriali utilizzati in medicina e ingegneria dei tessuti•test di produzione di biopesticidi per valutare la capacità dei miei MO di produrre pesticidi naturali•test di produzione di biofertilizzanti per valutare la capacità dei miei MO di produrre fertilizzanti naturali•test di produzione di probiotici per valutare la capacità dei miei MO di produrre probiotici utilizzati in campo alimentare e farmaceutico•test di produzione di enzimi alimentari per valutare la capacità dei miei MO di produrre enzimi utilizzati nell'industria alimentare•test di produzione di aromi e profumi per valutare la capacità dei miei MO di produrre sostanze aromatiche e profumate•test di produzione di coloranti naturali per valutare la capacità dei miei MO di produrre coloranti utilizzati nell'industria tessile e alimentare•test di produzione di biopolimeri per valutare la capacità dei miei MO di produrre polimeri naturali•test di produzione di biogas per valutare la capacità dei miei MO di produrre biogas•test di produzione di bio-idrogeno per valutare la capacità dei miei MO di produrre idrogeno•test di produzione di bioetanolo per valutare la capacità dei miei MO di produrre etanolo•test di produzione di biodiesel per valutare la capacità dei miei MO di produrre biodiesel•test di produzione di bioplastiche per valutare la capacità dei miei MO di produrre bioplastiche•test di produzione di biopolimeri per valutare la capacità dei miei MO di produrre polimeri naturali•test di produzione di biocarburanti per valutare la capacità dei miei MO di produrre biocarburanti•test di produzione di bioplastiche per valutare la capacità dei miei MO di produrre bioplastiche•test di produzione di biopolimeri per valutare la capacità dei miei MO di produrre polimeri naturali•test di produzione di biocarburanti per valutare la capacità dei miei MO di produrre biocarburanti•test di produzione di bioplastiche per valutare la capacità dei miei MO di produrre bioplastiche•test di produzione di biopolimeri per valutare la capacità dei miei MO di produrre polimeri naturali•test di produzione di biocarburanti per valutare la capacità dei miei MO di produrre biocarburanti•test di produzione di bioplastiche per valutare la capacità dei miei MO di produrre bioplastiche•test di produzione di biopolimeri per valutare la capacità dei miei MO di produrre polimeri naturali•test di produzione di biocarburanti per valutare la capacità dei miei MO di produrre biocarburanti•test di produzione di bioplastiche per valutare la capacità dei miei MO di 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