Domande esame Qualità e sicurezza microbiologica nei sistemi alimentari ed ecologia del microbiota umano

Parte foschino

Criterio microbiologico

Il Reg. 852/2004 definisce il criterio microbiologico come lo strumento applicativo idoneo a distinguere tra accettabilità e non accettabilità di una matrice alimentare da parte di autorità competenti e/o operatori del settore. È la dichiarazione di conformità di un lotto produttivo in base all’assenza/presenza o al numero dei microrganismi e, eventualmente, delle relative tossine/metaboliti per unità di massa, volume e area. Un criterio microbiologico dovrebbe essere stabilito e applicato solo se: c’è evidenza di un reale o potenziale pericolo per la salute del consumatore o quando la sua applicazione è praticabile e tecnicamente sostenibile applicando le GHP e HACCP.

Elementi di un criterio microbiologico

• Stabilire il tipo di alimento (da sottoporre ad analisi).
• Definire quale microrganismo caratterizzare.
• Eseguire un piano di campionamento.
• Stabilire i valori limite considerati appropriati per lo scopo prefissato.
• Definire il metodo di riferimento (accuratezza, precisione, rapidità e costo).
• Fase in cui applichiamo il criterio microbiologico (durante le fasi di produzione/prodotti finiti).
• Frequenza con cui effettuiamo il campionamento.
• Effettuazione di studi (challenge test; modelli matematici predittivi).

*piano di campionamento a due classi: assenza/presenza. Usato nella determinazione di batteri patogeni/tossine/metaboliti pericolosi. Piano di campionamento a tre classi: valore minimo/valore massimo. Usato quando si utilizzano tecniche di conta di microrganismi/tossine/metaboliti indicatori di igiene di processo.

Operating characteristic curve

È una rappresentazione grafica della relazione esistente tra la probabilità di accettazione di un lotto medesimo normalmente espressa come % di campioni difettivi.

Microrganismi utili

Sono quei microrganismi la cui concentrazione (ufc/g o ml) e le cui attività metaboliche sono utili per la preparazione di un alimento (protecnologici) o di un integratore (probiotici), oppure indispensabili per mantenere lo stato di salute del consumatore (microbiota intestinale). Microrganismi presenti negli innesti naturali (lattoinnesti, sieroinnesti, madri). Dei microrganismi utili sono: batteri lattici, propionibatteri, bifidobatteri, stafilococchi, batteri acetici, saccaromiceti, muffe.

Starters

È una coltura di batteri o miceti che viene addizionata alla materia prima o ad un semilavorato, in una determinata fase del processo, per far partire e/o controllare un’attività microbica necessaria alla preparazione o maturazione del prodotto alimentare.

• Siero innesti o latto innesti: è una coltura costituita da più ceppi della stessa specie e da più specie differenti realizzata lasciando sviluppare in siero o in latte; i tipi di starters utilizzati nell’industria casearia sono: colture liquide, colture concentrate congelate, colture liofilizzate e colture essiccate.

Microbial challenge test

È uno studio sperimentale per determinare il comportamento di microrganismi in un prodotto alimentare reale. Implica l’inoculo deliberato, confinato e controllato di microrganismi test, ritenuti rilevanti per la sicurezza o qualità dell’alimento in esame. Un MCT viene utilizzato per convalidare un’operazione del processo produttivo con lo scopo di valutare il grado di letalità ottenibile su m.o. specifici esposti ad un trattamento specifico, oppure per convalidare la shelf-life di un prodotto con lo scopo di convalidare la crescita di un organismo durante le fasi di distribuzione in diverse condizioni ambientali.

La progettazione e l’applicazione di un MCT dipenderà da diversi fattori correlati al tipo di alimento, è necessario considerare i seguenti elementi:

• Selezione dei ceppi microbici da saggiare (utilizzare diversi ceppi microbici della stessa specie che differenziano nelle caratteristiche fenotipiche; è importante non utilizzare ceppi patogeni negli impianti industriali);
• Livello di contaminazione (shelf-life: 10²/10⁴ ufc/g per poter determinare la crescita microbica; validazione di processo: 10⁶/10⁸ ufc/g per verificare l’efficacia di un trattamento).
• Formulazione e preparazione della matrice alimentare (più simile possibile a quella reale);
• Protocollo di contaminazione (inoculazione simile a quella reale);
• Durata dello studio (anche oltre per verificare l’efficacia a lungo termine),
• Analisi dei campioni
• Elaborazione dei dati

Metodi di numerazione

Metodi diretti: conta delle colonie in piastra.

• Citofluorimetria a flusso: tecnica in cui il conteggio delle cellule avviene grazie ad un loro marcatura con colorante fluorescente il quale permette la loro classificazione in un successivo passaggio attraverso rivelatore ottico;

Metodi indiretti:

• Impedenza: si basa sulla misura della resistenza che un circuito elettrico oppone al passaggio di una corrente alternata, quando viene applicata una tensione costante. Il metabolismo microbico porta alla trasformazione di nutrienti in metaboliti che modificano l’impedenza.
• Bioluminescenza: addizione di complesso enzimatico contenente la luciferina-luciferasi che genera luce in proporzione alla quantità di microrganismi;
• Qpcr:

Predictive microbiology

Se lo sviluppo e la morte di una popolazione microbica possono essere descritti sulla base di funzioni matematiche che stabiliscono relazioni tra parametri biologici, fisici e chimici allora è possibile prevedere la sicurezza e la qualità microbiologica di un alimento nelle condizioni reali attraverso l’applicazione di un modello matematico. Lo scopo di un modello è descrivere un fenomeno attraverso un’espressione matematica generando un insieme di dati.

• Modelli deterministici: sono costituiti su basi teoriche; se correttamente formulati permettono di comprendere le leggi che stanno alla base del fenomeno (effetto della T sulle cellule microbiche, inattivazione di mo mediante calore)
• Modelli empirici: hanno una prospettiva essenzialmente pragmatica, descrivono semplicemente quali relazioni matematiche sono esistenti tra dati sperimentali e variabili considerate. A volte non danno indicazioni sulle leggi che governano il fenomeno sottostante.

I principi dell’HACCP

L’HACCP è un sistema regolamentato dal regolamento CE 852/2004 utilizzato per identificare specifici pericoli e mettere in atto misure di controllo per garantire la sicurezza degli alimenti. Esso viene applicato durante tutta la filiera alimentare per prevenire rischi sulla salute del consumatore. Il sistema HACCP è basato su sette principi:

• Identificazione dei pericoli che devono essere prevenuti, eliminati o ridotti a livelli accettabili;
• Definire i CCP (punti critici di controllo), ossia il controllo di una fase specifica di produzione che si rivela essenziale per prevenire o eliminare un rischio o per ridurlo a livelli accettabili;
• Definire i limiti critici per i CCP, ossia i limiti che dividono dall’accettabilità a inaccettabilità;
• Definire un piano di monitoraggio dei CCP, ossia delle procedure di sorveglianza dei CCP;
• Definire azioni correttive nel caso di CCP fuori controllo, nel caso in cui un CCP non sia sotto controllo;
• Procedure di verifica del sistema HACCP, stabilire le procedure da applicare regolarmente per assicurare che il sistema HACCP funzioni;
• Predisporre documenti e registrazioni delle procedure applicate dell’HACCP.

Buone pratiche d’igiene

Il Codex Alimentarius definisce le buone pratiche igieniche (GHP) come "tutte le pratiche riguardanti le condizioni e le misure necessarie per garantire la sicurezza e la idoneità del prodotto in tutte le fasi della catena alimentare." Tra le buone prassi igieniche rientrano quindi:

• Le informazioni in materia di catena alimentare,
• La concezione e manutenzione dei locali e delle attrezzature,
• L'igiene operativa, operativa e post-operativa,
• L'igiene del personale,
• La formazione in materia di igiene e procedure di lavoro,
• La lotta contro i parassiti,
• La qualità delle acque,
• Il controllo delle temperature,
• Il controllo sui prodotti alimentari che entrano ed escono dallo stabilimento.

Risk analysis

Sviluppo di una struttura razionale dove le conoscenze sulla stima del rischio sono integrate con informazioni e considerazioni di tipo economico, sociale, culturale e ambientale al fine di gestire e comunicare il rischio. La stima o la valutazione del rischio (risk assessment) può essere definito come un metodo per la valutazione oggettiva del rischio alimentare, esso si svolge in un processo logico suddiviso nei seguenti passaggi:

• Identificazione del pericolo, valutazione della capacità di provocare un danno;
• Effetto dose-risposta, quantità di sostanza/cellule microbiche in grado di determinare un effetto negativo sull’ospite;
• Stima dell’esposizione: la quantità, la durata e la frequenza di esposizione ad un agente eziologico;
• Caratterizzazione del rischio, descrizione della natura e della grandezza del rischio.

Il rischio viene valutato come prodotto della probabilità del danno (PD), ossia la probabilità che il pericolo provochi danno al consumatore, e la gravità del danno (GD), ossia la gravità della patologia che il pericolo arreca al consumatore.

Infestazioni da nematodi

Sono vermi cilindrici, individui sia femminili che maschili, ha una struttura boccale con appendici ed è presente un’unica cavità che funge da tratto digestivo.

Trichinosi

Infestazione da Trichinella spiralis. Le larve possiedono uno stilo per penetrare nella mucosa intestinale. Dopo l’ingestione di alimenti come carne suina cruda o poco cotta infestata, le cisti liberano le larve nello stomaco che migrano nell’intestino tenue dove diventano adulte. In seguito alla fecondazione alcune larve vengono eliminate con le feci, mentre altre risalgono i vasi linfatici e si insediano nel tessuto muscolare dove si incistano e possono rimanere latenti per anni. Un modo per prevenire l’infestazione è la completa cottura della carne, oltre che a presidiare e controllare gli allevamenti e i macelli di produzione, seguendo sempre delle buone pratiche d’igiene in tutte le fasi.

Ossiuriasi

Infestazione da Enterobius vermicularis, vermi cilindrico lungo circa 4mm. Gli alimenti coinvolti sono quelli che vengono a contatto con acqua non potabile o con materiale fecale contaminato. Le uova ingerite dall’ospite si schiudono nell’intestino tenue e si trasformano in larve, nell’intestino crasso avviene la fecondazione e la liberazione delle uova attraverso le feci. Un controllo di prevenzione è la gestione dei sistemi di potabilizzazione dell’acqua e buone norme igieniche durante la produzione.

Anisakiasi

Infestazione da Anisakis simplex, vermi cilindrico lunga circa 2cm. Gli alimenti maggiormente coinvolti nell’infestazione dell’essere umano con prodotti ittici, generalmente pesci crudi o poco cotti. La sua peculiarità è che sono capaci di resistere al pH acido dello stomaco grazie alla loro cuticola esterna che funge da strato protettivo. Sono necessari importanti controlli e presidi veterinari durante l’allevamento e in seguito alla pesca, per prevenire l’infestazione si consiglia una completa cottura o un abbattimento del prodotto per almeno 20-24 h.

Infestazioni da cestode

Sono vermi nastriformi segmentati, ermafroditi, dotati di uncini con sistema di suzione.

Teniasi

Infestazione da Taenia saginata, vermi lunghi da pochi mm a m. Grazie alla presenza di ventose e di rostrelli uncinati hanno la capacità di fissarsi alla mucosa dell’intestino tenue. Non hanno bocca o cavità che fungono da tratto digerente, ma ciascun segmento assorbe nutrienti direttamente dall’intestino dell’ospite. Gli alimenti coinvolti possono essere carni bovine o suina crude o poco cotte. Sono necessari, quindi, controlli presso gli allevamenti, durante la macellazione e durante le fasi di preparazione, nonché l’utilizzo di buone pratiche di igiene.

Echinococcosi

Infestazione da Echinococcus, un cestode della lunghezza inferiore ai 6 mm. È munito di ventose e uncinetti che fungono da organo fissatore alle pareti dell’intestino. Le uova vengono ingerite dall’ospite intermedio dove nell’intestino rilasciano un’oncosfera in grado di penetrare le pareti intestinali e muoversi attraverso il sistema circolatorio arrivando a svilupparsi in cisti in organi come fegato e polmoni. Generalmente gli alimenti coinvolti sono carni ovine crude o poco cotte.

Infestazione da trematode: fascioliasi

Infestazione da Fasciola hepatica, verme piatto lungo dai 20 ai 30 mm che infesta le vie biliari e la colecisti di erbivori che attraverso contaminazioni fecali di acque dolci, liberando forme larvali detti miracidi, vanno ad infestare molluschi gasteropodi originando le sporocisti che successivamente si trasformano in redie che vanno ad incistarsi nelle foglie dei vegetali. L’uomo è un ospite accidentale dopo l’ingestione di alimenti vegetali.

Parassitosi da protozoi

Un protozoo è una cellula eucariotica la cui riproduzione può essere asessuata e/o sessuata, alcuni mostrano due forme vitali: ciste (forma di resistenza) e trofozoite (forma vegetativa). Essi attaccano e degradano cellule e tessuti. Vengono eliminati con trattamenti termici superiori ai 75 °C per almeno 30 secondi.

Giadiasi

Parassitosi da Giardia lamblia, presente sottoforma di ciste nel suolo, quindi contamina gli alimenti che vengono esposti ad acqua non potabile o da materiale fecale contaminato e viene ingerito dall’uomo. La sua peculiarità è la capacità di resistere allo stress ambientale e all’acidità gastrica grazie alla produzione di un involucro protettivo. Nell’intestino tenue forma il trofozoite che si riproduce e riveste la superficie intestinale causando una grave enterite, gli enterociti risultano, in seguito, gravemente danneggiati. Sono necessari dei controlli nei sistemi di potabilizzazione e l’uso di buone pratiche d’igiene.

Amebiasi

Parassitosi da Entamoeba histolytica presente sottoforma di cisti nel suolo, quindi contamina gli alimenti che vengono a contatto con materiale fecale e acque non potabili. Si insedia a livello del colon dove si riproduce per scissione binaria e forma il trofozoite, in grado di attraversare e distruggere le pareti intestinali causando gravi enteriti e causando complicazioni extra-intestinali migrando nel fegato (amebiasi epatica), nel polmone (amebiasi polmonare) e nel cervello (amebiasi encefalica).

Toxoplasmosi

Parassitosi del gatto in quanto il Toxoplasma gondii si riproduce sessualmente solo in esso. La trasmissione può avvenire per contatto diretto con l’animale o dall’ingestione di cibo contaminato da materiale fecale in quanto è presente sottoforma di cisti nelle feci, oppure per via transplacentare causando aborto o danni cerebrali. Risulta una patologia autolimitante per un adulto sano, ma diventa una patologia grave per feti, neonati o pazienti immunodepressi. Sono necessari dei controlli di potabilizzazione dell’acqua e l’utilizzo di buone norme igieniche.

Criptosporidiosi

Parassitosi causata da Cryptosporidium parvum. L’ospite ingerisce la forma di resistenza che nell’intestino si sviluppa nella forma adulta. La trasmissione può essere per via alimentare con ingestione di acqua non potabile o alimenti contaminati da materiale fecale.

Salmonella

Batterio gram negativo, asporigeno, anaerobio facoltativo. Solitamente abbiamo contaminazione di salmonelle nelle ovaie, nell’intestino o nel mangime degli animali, è importante, quindi, controllare allevamenti e le fasi di macellazione, nonché seguire pratiche di buone norme igieniche. Il batterio non resiste alla pastorizzazione. A seconda della specie può causare:

• Febbre tifoide: infezione sistemica causata da Salmonella typhi e paratyphi, con una dose infettante di 10² cellule e con sintomatologia addominale a carattere acuto, curata con una terapia a base di antibiotici;
• Salmonellosi: gastroenterite causata da Salmonella Enteriditis e typhimurium, con una dose infettante di 10⁴ cellule dovuta ad un’infezione dell’epitelio intestinale e curata con una terapia reidratante.

Meccanismo di infezione

Penetrazione del batterio nelle cellule M situate nelle placche di Peyer, dove fimbrie specializzate (adesine) formano il legame tra batterio e cellula, avviene il rilascio di proteine batteriche che provocano una degenerazione dei microvilli. Avviene una proliferazione e rilascio di nuovi batteri.

Fattori di virulenza

Il sistema di secrezione di tipo III svolge un ruolo fondamentale nell’interazione tra il batterio e la cellula. Esso è un complesso di diverse proteine, tra cui anche proteine protettive contro la risposta immunitaria dell’ospite, la cui struttura aghiforme viene utilizzata come sonda per rilevare la presenza di cellule eucariotiche e secernere proteine che aiutino ad aprire un varco e permettere ai batteri di penetrare. Questo porta ad un aumento della secrezione di fluidi per la perdita di ioni (diarrea acquosa).

Listeria Monocytogenes

Batteri gram positivi, anaerobi facoltativi, non sporigeni con la capacità di resistere alle basse temperature (-1°C). La listeriosi è un’infezione sistemica con sintomi iniziali simili all’influenza che possono peggiorare causando gastroenteriti o epatiti, meningiti, encefaliti (dipende dal tipo di ceppo). Non resiste a processi di pastorizzazione o di conservazione a pH al di sotto di 4.4 e aw < 0,9. Le persone ad alto rischio sono donne in gravidanza, anziani, bambini o immuno-depressi.

Fattori di virulenza: invasione a livello delle cellule M situate nelle placche di Peyer, le internaline, proteine situate nella parete cellulare.