Microbiologia degli alimenti

RADIAZIONI NON IONIZZANTI: RADIAZIONI UV

Sono prodotte utilizzando lampade a vapori di mercurio, hanno effetto diretto sugli acidi nucleici, hanno scarsa capacità di penetrazione, quindi sono attivi solo sulla parte esposta in superficie.

SENSIBILITÀ DEI MICROORGANISMI:

• GRAM- > GRAM+
• LIEVITI E MUFFE > SPORE BATTERICHE > SPORE Fungine.

MICROONDE:

Le microonde sono radiazioni elettromagnetiche impiegate per la cottura degli alimenti ma anche per scopi di risanamento microbico. Sono generate da un circuito elettromagnetico che converte l'energia elettrica in un campo elettromagnetico la cui polarità cambia continuamente. Il meccanismo di morte dei microrganismi in seguito a trattamenti con microonde è dovuto all'effetto del riscaldamento. Il riscaldamento avviene con 2 meccanismi:

• Dielettrico: dovuto alle molecole di acqua, per la loro natura dipolare, oscillano ad alta frequenza, generando calore
• Ionico: dovuto alla migrazione di ioni

(corrispondenti ai sali presenti negli alimenti)che seguono il campo generato dalle microonde.

110AGGIUNTA DI SOSTANZE.

Sostanza con azione antimicrobica:Zucchero e sale.

Conservanti chimici: Acidi, Anidridesolforosa e nitriti. Il sale ha un effetto moltomarcato nel controllodello sviluppo microbicoe permette comunque losviluppo di alcunimicroorganismi comealotolleranti o alofili.L. monocytogenes eS.Aureus sono i patogeniche resistonomaggiormente. Il saleviene utilizzatomaggiormente per la conservazione di prodotti carnei. I fattori che influenzano lasalagione sono:

• pH elevato dell'alimenro oppone resistenza alla penetrazione del sale
• Temperatura: più è bassa più è omogenea e lenta la penetrazione del sale, quella direfrigerazione è ideale.

La salagione può essere fatta:

• A secco: Per sfregamento sull'alimento con il sale o per contatto a strati e questoporta ad avere una conservazione più lunga (prosciutti, pesci alcuni

Umida (salamoia): per immersione in soluzione acquosa di cloruro di sodio in presenza di altri composti (zuccheri, nitriti ecc.). La salamoia può essere DEBOLE (10% concentrazione NaCl) MEDIA (18% NaCl) FORTI (30% NaCl) e porta ad avere una conservazione più breve rispetto a quella a secco, perché le salamoie stesse hanno una propria microflora batterica contaminante differente tra le fresche e le vecchie.

Zuccheri (in genere sciroppi di saccarosio o glucosio) hanno un effetto letale meno pronunciato di NaCl. Altre sostanze che possono modificare l'attività dell'acqua legando fortemente l'acqua sono alcuni polisaccaridi usati come addensanti, come la pectina, l'amido.

AGGIUNTA DI SOLUTI: splicano la loro azione conservante in modo analogo al sale (<aw) ma la differenza principale è relativa alla concentrazione. Per ottenere lo stesso effetto inibente è necessaria una concentrazione di zuccheri più elevata.

rispetto a NaCl. La sensibilità dei batteri è maggiore rispetto a lieviti e muffe. L'effetto che si ha con l'aggiunta di sale e zucchero è l'abbassamento dell'aW. Le cellule microbiche sono soggette a fenomeni osmotici, infatti, perdono acqua perché la concentrazione di soluti è maggiore all'esterno rispetto all'interno, la cellula va in contro a plasmolisi: subisce danni irreversibili e la morte sopraggiunge per danni alla membrana e ai suoi enzimi, danni agli enzimi citoplasmatici. Spesso l'abbassamento di aw permette ancora lo sviluppo microbico ma impedisce ai microrganismi di produrre certi metaboliti: Es: Aspergillus flavus è in grado di sviluppare fino aw 0.78 ma è incapace di produrre aflatossina quando i valori di aw scendono sotto 0.85 S. aureus riesce a sviluppare ad aw 0.83 ma non è in grado di produrre enterotossina quando aw scende sotto 0.93 - Le spore sopravvivono bene a bassi.

Valori di Aw che anzi le rende più termoresistenti. Tanto più Aw è basso tanto più alta deve essere la temperatura di riduzione di phecc. per eliminare le spore.

ADDIZIONE DI COMPOSTI ANTIMICROBICI ACIDI: la loro funzione è quella di acidificare, quindi di abbassare il pH. Il pH esercita un'azione selettiva nei confronti dei microorganismi e influenza la velocità di crescita (curva di crescita appiattita, non si passa alla fase di crescita esponenziale). L'acidità è un fattore di conservazione. Questo parametro è utilizzato in associazione con altri poiché molti microorganismi sono in grado di metabolizzare gli acidi organici e quindi innalzare il pH a valori idonei allo sviluppo della microflora alterante.

Effetti dell'acidità sui microorganismi: le membrane dei microorganismi sono impermeabili agli ioni OH- ed H+ per via della carica elettrica che viene respinta dalla carica elettrica che si trova sulla membrana citoplasmatica.

Quando il pH sub-ottimale, la cellula è in ambiente a gli ioni H+ e OH influenzano lo strato esterno della cellula senza modificare il pH interno. Gli effetti sono: - Alterato funzionamento delle permeasi deputate al trasporto all'interno della cellula di nutrienti; - Alterata produzione e attività di enzimi extracellulari; - Riduzione della forza proton motrice. pH estremi: Quando la cellula è in ambiente a pH estremi la membrana cellulare viene danneggiata e gli ioni H+ e OH- possono penetrare all'interno della cellula: - Le proteine e gli acidi nucleici sono denaturati; - La cellula muore. pH e trattamenti termici: Il pH è un fattore importantissimo nel determinare la sopravvivenza di cellule esposte a trattamenti termici sia per spore che per cellule vegetative, la resistenza termica diminuisce notevolmente all'abbassarsi del pH. Questo, e l'incapacità degli sporigeni termoresistenti di crescere a pH<5, permette di ottenere la.sterilità commerciale di cibi acidi con trattamenti a temperature <100°C pH e parametri di crescita: L'acidità rende le cellule più sensibili ad altri stress (es. a bassi pH la temperatura minima di crescita si innalza). Il pH minimo può essere influenzato da altri fattori inibitori. Quando altre condizioni (attività dell'acqua, atmosfera, temperatura) sono inibitorie in genere il pH minimo per la crescita si alza. Il pH del mezzo, oltre allo sviluppo microbico, influenza la capacità dei produrre tossine e la germinazione delle spore (in ambiente acido questo fenomeno tende a ridursi quando il pH scende sotto 6 e ad arrestarsi quando il pH scende sotto 4.5. USO DI BASSI pH PER IL CONTROLLO DEI MICROORGANISMI I alimenti possono essere acidificati: - INDIRETTAMENTE: Favorendo una fermentazione, cioè un processo metabolico che porta all'abbassamento del pH (se ne parlerà meglio l'anno prossimo) - DIRETTAMENTE: Per

aggiunta degli acidi organici

I microorg presenti nell'alimento possono cambiare il pH non solo per fermentazione, quindi abbassando il pH ma anche per innalzare il pH di un alimento come alcuni lieviti ed alcune muffe, che utilizzano come substrato di crescita gli acidi organici per avere il carbonio.

ACIDI PRODOTTI DA FERMENTAZIONE:

L'effetto inibente/letale degli acidi, aggiunti o formatisi durante la fermentazione, dipende dal tipo di acido presente nell'alimento e dal loro grado di dissociazione. Gli acidi deboli come l'acido lattico o l'acido acetico sono chimicamente in equilibrio con la loro forma dissociata e non dissociata dell'acido stesso, l'azione antimicrobica di questi acidi è dovuta alla loro forma indissociata e questo dipende dal pH dell'alimento.

ACIDI DEBOLI: Il grado di dissociazione dipende dal pH dell'ambiente: a pH acido l'equilibrio si sposta verso la forma indissociata, la quale è facilmente solubile.

nellamembrana cellulare, una volta raggiunto il citoplasma. grazie al pH neutro, la molecola si dissocia determinando un abbassamento del pH. RCOOH: forma indissociata. RCOOH-H+ è la forma dissociata. L'acido quindi si trova in equilibrio, quando però il pH diventa acido (pH 4) l'equilibrio si sposta verso la forma indissociata che è l'unica in grado di entrare all'interno della cellula perché non ha le cariche esposte all'esterno. A pH neutro, invece, l'equilibrio è spostato verso la forma dissociata quindi RCOO- ED H+, la presenza di ioni H+ all'interno della cellula determina un consumo di ATP, Che la cellula utilizza per mandare fuori gli ioni H+, una denaturazione delle proteine ed acidi nucleici conseguente all'acidificazione del pH interno fino ad arrivare alla morte della cellula. ACIDI ORGANICI AGGIUNTI Acido PROPIONICO: viene utilizzato sotto forma di sodio (E281) e di calcio (E282). Ha lo scopo di prevenire le muffe.soprattutto nei salumi, formaggi e pane. La sua azione massima si ha a pH 4.5/5, decresce tra 5 e 6 e poi si annulla. Non è tossico e viene prodotto naturalmente dai batteri propionici (fermentazione propionica). ACIDO BENZOICO: impiegato sotto forma di sale sodico (E211) e potassio (E212). Lo scopo è quello di inibire muffe o lieviti ma anche batteri. L'azione massima si ha tra pH 2.5-4.0, viene utilizzato quindi per conservare prodotti ad alta acidità come succhi di frutta, conserve, pomodori. Sono stati rilevati effetti tossici sull'uomo a dosaggi elevati. ACIDO SORBICO: Impiegato sotto forma di sali di sodio (E201), calcio (E203), potassio (E202). Il suo scopo è quello di bloccare soprattutto muffe ed alimenti soprattutto nei salumi, nei formaggi, nelle emulsioni grasse e nei prodotti da forno. Ha un'azione su alcuni batteri come gli enterobatteri, stafilococchi e streptococchi. Inibisce reversibilmente la germinazione delle spore. L'azione massima si ha a pH 6.0-6.5.

è a pH 4.0-6.5, a pH 4.8 la massima attività risulta più forte dell'acido benzoico.

ACIDO ACETICO: Utilizzato sotto forma di acetato di sodio (E262) e di calcio (E263). E' presente naturalmente nell'aceto. Lo scopo è quello di eliminare i batteri, viene aggiunto in prodotti di origine vegetale e animale, in salse e in prodotti da forno. L'azione max è a pH 4.7-4.8.

ACIDO FORMICO: utilizzato prevalentemente come fungistatico nella frutta secca.

ACIDO LATTICO: utilizzato principalmente contro lieviti e funghi. Viene addizionato a vari alimenti come impasti per la panificazione, conserve vegetali e latticini.

ANIDRIDE SOLFOROSA: Impiegata per la conservazione d