Contaminanti microbici - Appunti

CONTROLLO AW

Si attua in vari modi:

- Riducendo l’aw: precristallizzazione (congelamento).

- Togliendo aw: diminuendo la aw (essiccamento).

- Rendendola non disponibile: zucchero e sale.

ESSICCAMENTO

Riduzione dell’aw tra 0,00 e 0,60 per gli essiccati e 0,60 e 0,85 per i semi essiccati. Metodi impiegati:

- Raggi solari (vegetali).

- Scambio termico - evaporazione (es. latte).

- Polverizzazione (spray).

- Liofilizzazione.

Effetto sui m.o.

- Riduzione carica.

- Uccisi lieviti.

- Resistenza spore e termodurici (sia batteri che funghi).

Effetto sugli alimenti:

- Flocculazione delle sostanze colloidali.

- Irrancidimento.

- Perdita aroma.

Si parte da prodotti liquidi o solidi che arriveranno a 4-14% umidità finale.

3 punti critici del processo:

- Velocità estrazione acqua (rapida - strato secco).

- T del mezzo essiccante (T bassa dà origine a aw superiore).

- Igrometria locali.

Gli essiccati danno max. sicurezza microbiologica, ma subiscono crollo nutrizionale di proteine e vitamine.

LIOFILIZZAZIONE

- Essiccamento completo.

- Per alimenti con minimo ingombro e t di conservazione lunghi, facili da consumare.

ATMOSFERA MODIFICATA

Permette di modificare il potenziale redox di un alimento attraverso:

- Confezione sottovuoto: permette l’eliminazione dell’aria e il collasso del rivestimento.

- Confezione in ATM modificata/protettiva: l’aria viene sostituita con miscele di gas di CO , N ,

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O , in varie combinazioni. La miscela non è controllabile durante la shelf life. L’alimento deve

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indicare “ATM protettiva”.

- Confezionamento in ATM controllate: viene modificata l’atmosfera dell’ambiente con miscele

di gas mantenute costanti per un periodo.

Il controllo del potenziale redox si attua limitando l’accesso dell’ossigeno nella confezione. Si usano anche

confezioni impermeabili o permeabili ad alcuni gas.

SOTTOVUOTO

Molti m.o. necessitano di ossigeno. Il sottovuoto permette di eliminare completamente l’aria attorno ad un

alimento. Permette di non far sviluppare le specie putrefattive, ma si sviluppano i m.o. anaerobi patogeni,

cambia il colore delle carni, prodotto viene schiacciato.

- Ossigeno: usato dai m.o. per respirare, quindi viene ridotto a livelli minimi. Favorisce la

proliferazione degli aerobi e aerobi facoltativi. Usato in percentuali sopra il 20% nelle carni rosse

(colore).

- Azoto: gas inerte, non influisce sui m.o., serve per mantenere la forma del contenitore. Può

ritardare l’irrancidimento dei grassi.

- Anidride carbonica: azione antimicrobica, batteriostatica o battericida a seconda della

concentrazione. In concentrazioni sopra il 40% si ha la massima azione antimicrobica.

L’effetto antimicrobico è inversamente proporzionale alla T di conservazione: più è bassa

migliore è la penetrazione nella cellula perché aumenta la solubilità in acqua.

Sensibili: lieviti, muffe, aerobi stretti.

o Variabili: aerobi e facoltativi.

o No inibiti: lattobacilli, micrococchi, lattococchi, stafilococchi, clostridi.

o

Azione: penetra nella cellula, si trasforma in acido carbonico e abbassa il ph fino a 6. Ha

un’azione acidificante che dipende dalla solubilità nell’acqua. Altera la permeabilità della

membrana. Inibisce direttamente di alcuni sistemi enzimatici.

Effetti: allunga la fase lag (batteriostatico), aumenta il tempo di duplicazione (maggiore a T

bassa), massimo effetto sui Gram - (maggiori responsabili di alterazione per alimenti conservati

al freddo). Non esiste una percentuale di anidride carbonica in miscela uguale per tutti gli

alimenti (5-60%).

MAP: carni, aria sostituita non controllabile in shelf life.

CAP: frutta e verdura, aria sostituita e controllabile.

EMA: ATM modificata e in equilibrio con film plastici permeabili.

SOTTOVUOTO: eliminazione aria.

ATM MODIFICATA

In questo caso il substrato deve essere in buone condizioni organolettiche e ottime condizioni

microbiologiche. Si usano materiali plastici (impermeabili) e si sostituisce l’aria con una miscela di gas non

più controllabile:

- ATM ad alta concentrazione di ossigeno: si usa per carne e tonno perché mantiene il colore

(favorisce le specie aerobie). Se aggiungo una piccola percentuale di CO lo sviluppo è

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rallentato.

- ATM a bassa concentrazione di ossigeno e alta di anidride carbonico: antimicrobico,

aumenta la conservabilità. Ossigeno in piccole tracce può favorire i clostridi.

ATM CONTROLLATA

Atm modificata e poi controllata.

In tutti questi casi otteniamo un aumento della shelf-life.

RADIAZIONI

Sono emissioni di energia attraverso lo spazio o un materiale. Le più dannose per i m.o. sono quelle più

corte. - Radiazioni ionizzanti: raggi gamma e x.

- Radiazioni non ionizzanti: microonde e raggi UV (interesse alimentare).

RADIAZIONI IONIZZANTI

Bassa lunghezza, alta capacità di penetrazione del materiale, dette ionizzanti perché i quanti hanno energia

per ionizzare le molecole senza causare un aumento della T. Azione nociva sui m.o. avviene senza che

l’alimento si scaldi (e causi denaturazione). A bassi dosaggi non influiscono sui caratteri organolettici.

- Azione: battericida.

Diretta: alterazione DNA e RNA.

o Indiretta: modifica del substrato, forma radicale liberi (H+, OH-) che possono reagire e

o possono diventare ossidanti per la cellula.

Effetto dipende dalla quantità di radiazioni e dalla vitalità delle cellule (altri trattamenti possono indebolirle).

- Gram- sono più sensibili.

- Tossine, enzimi non sono influenzati a basse quantità.

RADDAPERTIZZZIONE: sterilizzazione a freddo, molte radiazioni che permettono di eliminare i

patogeni egli alteranti.

RACIDAZIONE: pastorizzazione, meno radiazioni, elimina i patogeni.

RADURIZZAZIONE: riduce i saprofiti.

RAGGI NON IONIZZANTI

Prodotte con lampade a vapori di mercurio. Hanno un effetto diretto sugli acidi nucleici. Hanno poco potere

penetrativo, sono attivi solo sulla superficie (specie e superfici).

Sensibilità: Gram- > Gram+ > lieviti e muffe >spore batteriche > spore fungine.

Il C. botulinum è il patogeno più resistente alle radiazioni (poco diffuse per rischi tossici).

MICROONDE

Permettono la cottura di un alimento e il risanamento microbico per riscaldamento. Questo avviene per 2

meccanismi:

- Dielettrico: molecole di acqua oscillano ad alta frequenza, generando calore.

- Ionico: dovuto alla migrazione di ioni che seguono il campo generato dalle microonde.

ADDIZIONE DI ANTIMICROBICI

NaCl, zuccheri e conservanti chimici come acidi organici, SO (vini), nitriti (salatura carne).

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NaCl - SALE DA CUCINA

0,9 - 1,7% Aw 0,995 - 0,990 Inibizione parziale Gram-, favorisce la fermentazione lattica.

3,4 - 9,4% Aw 0,994 - 0,980 Inibizione di molti patogeni, crescono gli alotolleranti

12 -16% Aw 0,920 - 0,880 Crescono alofili e alotolleranti

Le specie Staphilococcus resistono a concentrazioni sopra il 15%.

Listeria monocytogenes vive con oltre il 20-30% di NaCl per 10gg a 22°C.

Possono influenzare la salagione:

- Ph elevato: appone la penetrazione del sale.

- T bassa: permette una penetrazione più omogenea.

Salatura:

- A secco: per sfregamento o contatto.

- Umido: salamoia con altri componenti (zuccheri, nitriti).

Debole: 10%.

o Media: 18%.

o Forte 30%.

o

La salamoia ha una flora microbica dominante tipica:

- Micrococchi

- Stafilococchi

- Lieviti.

Le salamoie vecchie invece presentano:

- Pseudomonas.

- E.coli.

ZUCCHERI

Sciroppi di saccarosio o glucosio, effetto letale minore rispetto al sale. Abbassa l’aw e si possono usare anche

amidi/pectine (addensanti). I batteri resistono meno di lieviti e muffe.

Effetti: fenomeni osmotici che possono portare alla perdita di acqua da parte della cellula e a plasmolisi con

conseguenti danni enzimatici e morte della cellula.

L’abbassamento dell’aw può limitare lo sviluppo, ma impedire la produzione di certi metaboliti:

Aspergillus flavus: si sviluppa a aw di 0,78, ma produce l’aflatossina fino a 0,83.

ACIDI

Possono essere aggiunti o far sì che un m.o. ne produca. Gli acidi abbassano il ph, ma questo non basta a

originare alimenti stabili (limita la crescita), molti m.o. usano acidi organici e innalzano il ph.

Effetti: solitamente le membrane sono impermeabili a ioni H+ e OH-, ma nel caso di un abbassamento di ph:

- Alterazione funzionamento delle permeasi deputate al trasporto all’interno della cellula di

nutrienti.

- Alterazione produzione e attività di enzimi extracellulari.

- Riduzione FPM.

A ph estremi la membrana viene danneggiata e gli ioni H+ e OH- entrano denaturando proteine e acidi

nucleici, cellula muore.

Spesso viene abbinato a trattamenti termici, l’acidità rende le cellule più sensibili ad altri stress.

Un ph minimo può essere influenzato da altri fattori inibitori. Influenza:

- Capacità di produrre tossine.

- Sporulazione.

Fermentazione:

1- Batteri lattici, abbassano il ph: 4 nei vegetali, 4,2 nel latte, 5 nella carne.

2- Altri gruppi microbici possono alzare il ph producendo ammoniaca.

Gli acidi dati dalla fermentazioni possono avere un effetto inibente/letale.

Acidi deboli: come l’acetico e il lattico, restano in equilibrio con la forma dissociata. Sono pericolosi nella

forma COOH perché riesce a penetrare nella membrana e a ph 7 diventa COO- H+ portando alla

denaturazione proteica e consumo di ATP.

Acidi organici aggiunti: forma indissociata, acido benzoico, acido sorbico, acido formico.

Conservante: acido propionico, acido acetico, acido lattico.

La quantità di acido da usare viene data dalla normativa (esiste un max) definita attraverso studi di tossicità

per l’uomo.

Acido Forme Massima efficacia Uso

Inibisce muffe in salumi,

Ph 4.9 - 5.0 e decresce da formaggi, pane, non tossico

Acido propionico Sale di sodio e di calcio 5, a 6 si annulla prodotto naturalmente dai

batteri propionici.

Inibisce muffe, lieviti,

batteri. Succhi di frutta,

Acido benzoico Sale sodico e potassico Ph 2,5 - 4,0 conserve, pomodoro,

tossico a dosaggi elevati.

Acido sorbico Sale sodico, di calcio, Ph 4.0 - 6.5 Contro lieviti, muffe,

potassio batteri per salumi, formaggi

(no crosta fiorita), nelle

emulsioni grasse, prodotti

da forno, azione su

enterobatteri, stafilococchi,

streptococchi. Inibisce

germinazione spore.

Blocca lo sviluppo di

Sale sodico, calcico,

Acido acetico Ph 4,7 - 6,5 batteri in vegetali, animali,

presente nell’aceto salse, prodotti da forno.

Fungistatico nella frutta

Acido formico secca

Contro lieviti e funghi,

impasti di panificazione,

Acido lattico conserve vegetali, latticini,

può esse