Appunti Sicurezza qualità e certificazione in industria alimentare

SICUREZZA, QUALITÀ E CERTIFICAZIONE NELL'INDUSTRIA ALIMENTARE

(Prof. Nucera)

CONTAMINAZIONI DEGLI ALIMENTI E MTA

Le malattie a trasmissione alimentare sono dovute a pericoli presenti negli alimenti. Tra questi ricordiamo i microrganismi.

Siccome, però, questo corso è molto ampio, nel termine di “sicurezza alimentare” rientra anche il controllo di altri pericoli.

Il pericolo, ossia la presenza di un microrganismo o di suoi composti metabolici all’interno di un alimento, determina effetti nocivi

sui consumatori (es: esotossine / istamina: tossina che deriva dal metabolismo batterico, ma non è una esotossina, quindi è un

composto chimico che si trova negli alimenti).

Altri pericoli che possono essere associati agli alimenti sono i parassiti, anch’essi responsabili di malattie a trasmissione

alimentare. La Tenia e l’Anisakis, per esempio, sono associati al consumo di prodotti crudi come carne e pesce freschi.

Ci possono poi essere composti tossici elaborati dalle piante che vengono assimilati dagli animali e, quindi, presenti nei loro tessuti

e negli alimenti (es: tossine elaborate dai funghi, cioè micotossine / tossine elaborate dalle alghe, ossia quelle algali).

In alcuni paesi e anche in Europa per importazione illegale si mangiano dei pesci appartenenti alla famiglia dei pesci palla che sono

consumatori di alghe che producono tossine. Queste ultime si accumulano nei tessuti dei pesci e possono giungere al consumatore

dando sindromi diarroiche, emetiche, amnesiche o addirittura portare alla morte per blocco respiratorio.

Tra gli altri pericoli che ci possono essere è importante sottolineare la possibile presenza di sostanze radioattive se l’alimento

proviene da zone in cui vi è stata una contaminazione ambientale oppure sostanze allergizzanti. Tra queste ultime non ci sono

soltanto antigeni alimentari (lattosio, glutine, proteine dei crostacei), ma anche alcune proteine, per esempio, dei parassiti (gli

antigeni parassitari degli Anisakis possono provocare un’allergia).

Alcuni studi hanno dimostrato come il congelamento del pesce che, in realtà, serve per inattivare il parassita, possa liberare alcune

proteine parassitarie che generano una reazione avversa (allergia con sintomi prettamente enterici).

Le malattie a trasmissione alimentare sono di 3 tipi:

• INFEZIONI

• TOSSINFEZIONI

• INTOSSICAZIONI

La maggior parte dei microrganismi patogeni causa tossinfezioni, poche infezioni e pochissimi intossicazioni.

INTOSSICAZIONI

L’intossicazione è caratterizzata da una tossina che viene liberata nell'alimento e, perciò, la presenza del batterio o del

microrganismo in questione non è necessaria.

Le micotossicosi, per la presenza di ocratossina, sono intossicazioni. Anche la presenza di tossina algali rappresenta

un’intossicazione, ma non è legata a microrganismi.

Tutte le intossicazioni insorgono in un breve periodo, quindi in 2-4 ore, poco dopo la consumazione del pasto.

Le esotossine sono proteine che non danno un vantaggio alla cellula che le produce se non quello di liberare l’ambiente

circostante da eventuali altre specie. Quasi tutte vengono denaturate dal calore.

Sono prodotti che vengono eliminati all'esterno dai batteri Gram+ (pochi Gram– le producono) e non sono componenti strutturali.

Le esotossine tendenzialmente sono proteine solubili. Per questo motivo diffondono molto bene nel circolo sanguigno e

nell'intestino. Si distinguono, a seconda dell’azione, in enterotossine (se hanno un’azione prevalentemente a livello dell'intestino)

e neurotossine (se, invece, agiscono a livello del sistema nervoso centrale oppure anche a livello di placche motrici come, per

esempio, il Clostridium botulinum).

Vediamo alcune tossine importanti nelle MTA e quali sono i batteri che le producono.

• →

Staphylococcus aureus produce enterotossine termostabili. Se la tossina è difficile che si inattivi con i processi

termici, è bene far sì che questo microrganismo non la produca mettendolo in condizioni che non ne permettono la

crescita (T < 7°C e bassa a )

w

• →

Clostridium botulinum batterio importante per la produzione di un’esotossina molto pericolosa, infatti può portare

alla morte se non si interviene prontamente con un’antitossina che neutralizza l'effetto. Essa, però, è prodotta dalle

forme vegetative, non dalle spore (le spore sono elementi quiescenti per cui la loro presenza in ambiente sfavorevole non

è un pericolo). Un alimento diventa pericoloso quando le spore di Clostridium botulinum riescono a trovare le condizioni

→

necessarie (anaerobiosi pressoché totale / pH permissivo, ovvero > 4,5 fattori di controllo su cui si interviene a livello

industriale) per generare le forme vegetative, responsabili della produzione di tossine.

I prodotti in cui vi è una bassa concentrazione di O sono normalmente controllati anche per il pH che deve essere < 4,5

2

per impedire la produzione di tossine. Per alcune categorie di consumatori, come i bambini, però, sono anche pericolose

le spore che riescono a germinare nell'intestino e a produrre la tossina. Non è più importante la temperatura perché vi

sono diversi ceppi che si sono adattati anche a quella di frigorifero

• →

Bacillus cereus è esattamente a metà tra i due precedenti perché le spore di Clostridium botulinum sono termolabili,

ma il problema è che gli alimenti dove esso le produce non vengono quasi mai scaldati (es: conserve, in particolare

sott’olio). Le conserve più a rischio sono quelle casalinghe perché non vi è un rigido controllo delle temperature,

dell’igiene e del pH. Nell’industria, inoltre, vi è un trattamento conservativo molto spinto.

Bacillus cereus produce tossine sia termolabili (diarroica) sia termostabili (emetica). Sono a rischio prodotti sia cotti sia

che si mangiano tal quali. I vegetali sono più esposti alla presenza di Bacillus cereus (es: riso), ma è possibile che si trovi

anche nelle carni. Bacillus cereus viene, a volte, utilizzato nei prodotti che possono essere contaminati come indice di

igiene. Questo perché, affinché ci sia una produzione di tossina, il batterio deve crescere e trovare un ambiente idoneo,

5

quindi superare alcune cariche. Queste cariche sono di 10 e, per esempio, nel latte viene valutato come criterio di igiene.

5

Se viene superato 10 è probabile che la tossina sia stata prodotta. Per impedire che ciò avvenga è necessario effettuare

un controllo delle procedure, delle materie prime e della temperatura di refrigerazione. Ci sono, però, diversi ceppi che

sono in grado di crescere in frigorifero. In questo caso è importante controllare scrupolosamente l’igiene delle

manipolazioni perché Clostridium e Bacillus sono contaminazioni che possono essere definite telluriche, quindi legate al

suolo e all’ambiente, perciò un buon lavaggio e la giusta scelta dei fornitori può garantire l'abbassamento della carica

delle spore. Quando si ha a che fare con sporigeni, la cottura è un trattamento che può non aiutare perché il calore

(soprattutto T > 80°C) genera uno stimolo alla crescita, quindi le spore vanno incontro alla germinazione e producono

→

cellule. Se l'ambiente post cottura diventa ottimale (es: insalata di riso riso è contaminato con spore di Bacillus cereus,

viene cotto, dopodiché, lo si mischia con gli altri ingredienti e lo si mette in frigorifero. Se quest’ultimo non mantiene la T

di 4°C oppure se non si è fatto un preventivo abbassamento della temperatura del riso prima di mescolarlo con gli altri

ingredienti e lo si è messo in frigorifero, questa miscela potrebbe avere una temperatura alta, quindi > 4°C per diverse

ore. In questo tempo, se le spore hanno subito lo shock termico durante la cottura, possono andare incontro a

germinazione, crescere e produrre tossina. Il consumatore, perciò, mangia l’insalata di riso e può intossicarsi con sindromi

emetiche)

L’igiene è, quindi, molto importante in tutte le fasi produttive perché, se si parte da una materia prima contaminata, poi, anche se

si eseguono diversi trattamenti conservativi, si possono avere MTA.

INFEZIONI

Sono pochissimi i batteri che danno solo infezioni. Ciò che le distingue dalle intossicazioni è la presenza di batteri vivi e vitali

all'interno dell'alimento (se non fossero vivi, non potrebbero dare infezione). Non è necessario, però, che il microrganismo si

moltiplichi negli alimenti. Tra quelli che vengono associati alle infezioni si possono individuare Shigella, Listeria, Campylobacter e

Salmonella. Quando si parla di tossinfezione o di intossicazione si indica che il danno è dovuto non tanto al batterio in sé, ma

anche alle componenti strutturali o all’esotossina prodotta.

Le endotossine sono legate alle tossinfezioni e sono componenti strutturali della parete che vengono rilasciate quando il

microrganismo viene aggredito dal sistema immunitario. Le endotossine possono dare sintomi enterici, quindi vomito e diarrea,

anche tremori, febbre e shock. Sono abbastanza stabili al calore e possono essere utilizzate anche come base per sviluppare test

diagnostici perché una frazione di questi componenti di membrana (endotossine), ossia quella polisaccaridica, può avere funzione

antigenica, perciò possono essere studiati anticorpi specifici per quel tipo di microrganismo.

Il nostro corpo, quando entra a contatto con le endotossine, mette in atto una serie di meccanismi che vengono lanciati dalle

interazioni di queste tossine con le cellule dell’uomo. Le endotossine possono fare da richiamo per le cellule dell'infiammazione

che, a loro volta, scatenano una serie di messaggi per il nostro corpo. Si può avere un richiamo delle cellule del sistema

immunitario con reazioni locali (es: irritazioni, diarrea, perdita di assorbimento, ecc.). Si può, inoltre, avere nella cute richiami di

sangue che passa dall’apparato circolatorio ai tessuti perché porta cellule immunitarie e, perciò, si hanno arrossamenti e

abbassamento della pressione. Questo genera una situazione sempre più complicata che può arrivare ad uno shock settico che

può portare alla morte. Viene la febbre perché queste componenti stimolano dei centri che si trovano a livello del sistema nervoso

centrale e che sono regolatori della temperatura. Un altro effetto molto importante responsabile dello shock è l'aumento della

permeabilità capillare, quindi arriva più sangue agli organi periferici e si avrà un arrossamento ed un’infiammazione locale.

Dopodiché, dato che il sangue abbandona i grossi vasi, si abbassa la pressione vascolare. Il sangue, quindi, non giunge dove è

necessario, in particolare al cervello che inizia ad andare in deficit. Prima di avere uno shock si avranno, quindi, delle perdite di

coscienza. Il sangue, uscendo dai vasi portanti, si accumula negli organi periferici come il fegato e i reni. In questo modo, però, non

vengono più smaltiti i composti tossici che vengono prodotti in questi organi. Si ha, perciò, un accumulo di composti tossici che

vengono poi assorbiti. Ciò aggrava la sintomatologia, perciò si hanno danni locali agli organi che non sono più in grado di svolgere

la loro funzione. Il cervello riceve sempre meno sangue ed entra in sofferenza. Si ha, quindi, la morte nell’arco di pochi giorni.

Tutto ciò accade quando si ha una tossinfezione massiva, ovvero quando vi sono molte cellule microbiche che invadono

l’organismo oppure quando si è in presenza di malattie croniche debilitanti.

Ci possono essere ceppi particolarmente virulenti che danno sintomatologie molto gravi.

TOSSINFEZIONI

A differenza dell’infezione pura prevedono la presenza di endotossine.

Il microrganismo può replicare o meno nell'alimento, l’importante è che sia vivo e continui il suo sviluppo anche all'interno

dell’ospite. Nelle infezioni il microrganismo cresce bene nell’intestino (quindi può essere presente in basse dosi nell’alimento),

mentre nelle tossinfezioni la dose del microrganismo solitamente deve essere più alta. Si prevengono, perciò, molto bene se si

riescono a rispettare quelli che sono i prerequisiti di base, ossia l’igiene e le basse temperature.

La Salmonella, pur essendo inserita nelle infezioni, può anche dare origine a tossinfezioni poiché, a seguito della disgregazione,

libera l’endotossina e, quindi, si genera la malattia che può essere soltanto diarrea.

Clostridium perfringens è l’esempio cardine che fa capire come la carica deve essere alta nell'alimento. Ciò perché, se le cariche

sono contenute nell’alimento, la probabilità che ci sia una produzione di tossina che dia problemi al sistema organico è bassa.

La tossina viene prodotta in un momento particolare del ciclo di Clostridium perfringens, ovvero quando le cellule vegetative

sporulano dopo l'ingestione. L’enterotossina viene rilasciata quando la spora madre si distrugge e rilascia le cellule figlie. Sono

necessarie cellule vive perché da esse generano le spore, ma in numero alto perché, se ce ne sono poche, il processo viene

bloccato dal sistema immunitario in maniera abbastanza repentina.

Da dove arrivano i microrganismi

In questo schema è possibile vedere le possibili fonti che sono veicolo non

solo di microrganismi, ma di pericoli che possono arrivare agli alimenti. Tutto

ciò che è presente nella catena produttiva può essere fonte di

contaminazione.

Nell’industria alimentare queste vie di contaminazione sono tenute sotto

controllo. Esistono, per esempio, i piani di autocontrollo che hanno una serie

di prerequisiti, ossia delle misure che permettono di controllare

puntualmente che gli alimenti non entrino potenzialmente a contatto con

pericoli.

In azienda, quando si lavora un alimento, bisogna essere preventivamente

autorizzati, perciò vi sono anche requisiti strutturali.

Sono necessarie anche le certificazioni che migliorano ulteriormente la qualità di quello che viene prodotto.

Gli alimenti preparati a casa sono più a rischio rispetto a quelli comprati che vengono manipolati in un’industria.

Sicurezza microbiologica

La sicurezza microbiologica di un alimento è in funzione della probabilità e dipende dal tipo di microrganismo. Ci deve essere

anche un numero adeguato di cellule microbiche pericolose. A tutto ciò si aggiunge anche la probabilità che l’individuo ha di

ammalarsi, le abitudini alimentari, il funzionamento delle difese immunitarie, la quantità di alimento ingerito e la casualità (batteri

non si distribuiscono in maniera uniforme nell’alimento, ma casuale).

“Se il numero di batteri è insufficiente a scatenare la malattia, l’individuo che ha ingerito l’alimento può diventare portatore e

anche eliminatore di microrganismi nell’ambiente”

Come li elimina? È un portatore intestinale, quindi li elimina con le feci. Può, però, contaminare anche alimenti e superfici se non

vi è un’adeguata pulizia delle mani.

Virulenza

La malattia alimentare è anche il risultato di una battaglia che esiste tra il patogeno e le difese immunitarie che non sono uguali in

ogni individuo. Anche la stessa persona, però, nell’arco della vita reagisce in maniera diversa. Lo studio, per esempio, è fonte di

stress. Per alcuni è più stressante che per altri. Le difese immunitarie sotto stress, però, non sono efficienti al 100% perché

vengono rilasciati ormoni dello stress, in particolare cortisolo interno che non stimola la produzione di anticorpi e non favorisce le

difese immunitarie.

Un altro caso può essere quello che, quando si effettuano terapie per periodi di tempo limitati con farmaci (es: cortisone), le difese

immunitarie vengono abbattute, quindi il nostro corpo è maggiormente esposto.

Funzione del microbiota GIT

Vi sono molte capacità di difesa. Una delle più importanti, siccome si è nell’ambito delle MTA (comportano che i mo entrino dalla

bocca e arrivino all’intestino), è rappresentata dalle barriere che vi sono dallo stomaco all’intestino. In quest’ultimo vi è il

microbiota intestinale (specie microbiche presenti naturalmente nell’intestino) che riveste i microvilli e aiuta a combattere i

batteri.

Uno dei motivi per cui è necessario assumere meno antibiotici possibile è per favorire la sopravvivenza delle cellule microbiche

interne.

Meccanismi di difesa dell’ospite

I macrofagi, per esempio, sono responsabili dell’ingestione, quindi della fagocitosi delle eventuali cellule morte. Se i macrofagi

sono presenti, i microrganismi vengono subito catturati.

I macrofagi, inoltre, stimolano la motilità intestinale, ossia danno una serie di segnali che favoriscono la peristalsi che è importante

perché elimina il contenuto. Se la peristalsi è lenta, i batteri che arrivano dall’esterno hanno più tempo per poter interagire

fisicamente con le strutture.

Se si hanno molti batteri, una peristalsi veloce e le cellule della difesa specifica presenti, allora si è in condizioni più forti nei

confronti dei microrganismi che arrivano. Se si perdono queste condizioni, il microrganismo può attecchire più in fretta a livello dei

villi intestinali.

Un’altra cosa importante è la stimolazione del sistema immunitario in termine di immunoglobuline. Vengono, infatti, prodotte

immunoglobuline aspecifiche (chiamate immunoglobuline A) che possono agglutinare tutti gli antigeni di superficie generici.

Stimolando la produzione di queste immunoglobuline, si ha la presenza sull’epitelio intestinale di queste piccole freccette. Per

questo motivo, quando arrivano elementi nuovi, vengono riconosciuti, quindi agglutinati e difficilmente riescono a legarsi alle

cellule e ad entrare dentro.

Alt