Tossinfezioni alimentari

L’acqua libera negli alimenti

L’acqua libera è l’acqua presente nell’alimento che non si trova legata ed è quindi a disposizione degli organismi per poter attuare le loro reazioni metaboliche. Con tale locuzione ci si riferisce a quella parte di acqua, contenuta nell'alimento, non impegnata in legami con altre molecole e trattenuta negli spazi interstiziali solamente grazie alla tensione superficiale. Tali molecole, nonostante diano origine, insieme a tutte le altre, ad un impasto eterogeneo, hanno un comportamento molto prossimo a quello di molecole di acqua pura e costituiscono il substrato ideale per la proliferazione dei microrganismi.

Attività dell'acqua

Il contenuto di acqua "libera" è espresso dall'attività dell'acqua:

p= va (1.1.1)w *P

• Pv è la tensione di vapore dell'acqua all'interno dell'alimento (Pa)
• P* è la tensione di vapore dell'acqua pura alla stessa temperatura (Pa)

E' allora evidente che quanto più elevato è il valore di aw tanto più favorito diventerà lo sviluppo dei microrganismi e come sia, pertanto, necessario adottare opportune strategie per contenere aw entro intervalli che limitino tale possibilità.

Gli alimenti hanno tutti un acqua libera <1; aggiungendo dei soluti cambiamo il valore dell’acqua libera. Ad esempio, nella frutta è circa 0,95, se aggiungiamo zuccheri si abbassa l’acqua libera anche fino a 0,7.

La disponibilità di acqua libera presente nell’alimento dipende da vari fattori, tra i quali la temperatura, che sarà differente per un alimento congelato rispetto a quello a temperatura ambiente, il pH e l’umidità dell’ambiente. Varia quindi in funzione di fattori ambientali.

Valori approssimati di aw per alcuni alimenti

• Frutta e verdure fresche: 0,95 - 0,97
• Uova
• Carni
• Formaggi freschi
• Pane fresco
• Formaggi
• Salumi stagionati: 0,87 - 0,93
• Marmellate: 0,82 - 0,93
• Legumi secchi
• Farina, Riso: 0,80 - 0,87
• Frutta secca: 0,72 - 0,80
• Biscotti: 0,30
• Latte in polvere: 0,20

Controllo della crescita microbica

La crescita microbica può essere controllata abbassando il contenuto idrico disponibile negli alimenti:

• Essiccando
• Aggiungendo un soluto a concentrazione elevata come sale o zucchero

I batteri si sviluppano in un range di acqua libera compreso tra 1 e 0,61. A valori di 0,97 si sviluppano i gram -; a valori di 0,90 i gram + e a seguire tutti gli altri tipi; lo stafilococco Aureo a valori di 0,86 e il clostridium botulinum a valori di 0,98. Il valore minimo è quello necessario per la crescita e lo sviluppo di microrganismi però a certi valori di acqua libera non necessariamente i microrganismi riescono a produrre la tossina.

La maggior parte dei microrganismi sviluppa meglio a valori di pH intorno a 7.5-7.6 ma vi sono comunque quelli che sono in grado di svilupparsi a valori di pH molto bassi, ad esempio le muffe, che sono più acido tolleranti dei batteri. In presenza di ossigeno i batteri possono utilizzare gli acidi nei processi metabolici e quindi modificare il pH.

Caratteristiche dei batteri in base all'ambiente

• Xerofilo: capace di vivere a basse Aw e ad alte concentrazioni saline
• Alofilo: capace di vivere ad alte concentrazioni saline
• Osmofilo: capace di crescere su ampi intervalli di valori di Aw/pressione osmotica (es. Staphylococco, Saccharomyces)

Preferenze di pH per muffe, lieviti e batteri

I batteri preferiscono un pH vicino alla neutralità anche se esistono specie, come i produttori di acidi le quali sono favorite nello sviluppo da una certa acidità del substrato, ed altre come i proteolitici, le quali possono sviluppare in ambienti fortemente alcalini, come si verifica nell’albume d’uovo. Le muffe, pur preferendo un ambiente alcalino, possono sviluppare in un range vasto da 2,0 a 8,5. I lieviti preferiscono un ambiente acido intorno a 4,0 - 4,5 e non sviluppano in ambiente alcalino.

• pH acido favorisce la crescita di muffe e lieviti
• pH neutro o alcalino i batteri responsabili del deterioramento e della putrefazione
• Macinazione o impastamento aumenta la superficie esposta alla contaminazione e distribuisce i microrganismi contaminanti in tutto l’alimento

Classificazione degli alimenti in base al pH

• Alimenti alcalini, come l’albume d’uovo (pH >7)
• Alimenti neutri, (pH tra 6.5 e 7) come il latte, il pollo e le ostriche
• Alimenti debolmente acidi (pH tra 6.5 e 5.3) come pesce, carni, verdure
• Alimenti mediamente acidi (tra 4.5 e 3.7) come maionese e pomodori
• Alimenti fortemente acidi (<3.7) come i crauti, le mele e i limoni

Effetti del pH sullo sviluppo batterico

Come agisce il pH sullo sviluppo batterico? Agisce inibendo lo sviluppo batterico perché la presenza degli ioni H+ è a livello della parete e anche le molecole di acido non dissociato determinano degli scambi tra il batterio e l’ambiente esterno. Influenzano la capacità di produrre tossine. Avviene per diversi tipi di Clostridium Botulinum, quello di tipo A e B non produce la neurotossina a pH inferiori a 4.8 mentre quello di tipo E non la produce a pH inferiori a 5.7.

Il pH influenza anche la capacità di sporulazione del batterio, modifica la termoresistenza e ha azione sull’attivazione delle spore. Il decreto legislativo 14/41/2007 indica il pH e l’H₂O libera come due parametri da considerare nella scelta del metodo di prova da utilizzare con la ricerca di Lysteria monocitogenes. Ci sono dei casi in cui questa può essere ricercata con un metodo qualitativo che mi dirà se è assente o presente e avviene negli alimenti che sono favorevoli alla Lysteria. Ci sono dei casi in cui gli alimenti non presentano terreno favorevole. La legge mi dà un limite di tolleranza che è di 100 ufc per grammo. Devo fare quindi una conta della Lysteria. Gli alimenti con pH inferiore a 4.4 e un H₂O libera inferiore a 0,92 non rappresentano un terreno favorevole per la Lysteria.

Malattie trasmesse dagli alimenti

Le malattie trasmesse dagli alimenti (MTA) possono essere definite:

• Intossicazioni: quando sono causate da un alimento che contiene sostanze chimiche velenose o tossine prodotte da microrganismi (ad es. intossicazioni da funghi velenosi, intossicazione da tossina botulinica che può essere presente in alimenti conservati, preparati senza le necessarie precauzioni).
• Infezioni: quando la causa della malattia è da imputare alla presenza di microrganismi nell’alimento (come ad esempio tifo, epatite virale, brucellosi).
• Tossinfezioni: quando la malattia è provocata da microrganismi che si moltiplicano nel nostro corpo producendo tossine.

Per dare un’idea della dimensione del problema nella nostra realtà, basti ricordare che nel periodo 1988-2002 in Emilia-Romagna si sono verificati più di 1.700 episodi epidemici (due o più casi di malattia correlati al consumo di un alimento comune) che hanno coinvolto con sintomi, complessivamente, 14.532 persone. Il 67% di queste persone aveva consumato alimenti in ristoranti, pasticcerie, rosticcerie, mense collettive, sagre o in altri esercizi di preparazione e vendita di alimenti. Spesso si tratta di malattie non gravi, ma che a volte possono assumere caratteri preoccupanti, specie nei bambini e negli anziani o quando si manifestano in forma di vere e proprie epidemie (è il caso di episodi che hanno riguardato ristorazioni collettive).

Le tossinfezioni alimentari sono eventi spiacevoli non solo per gli sfortunati consumatori di cibi inquinati, ma anche per i titolari di laboratori e degli esercizi da cui proviene l’alimento incriminato, in quanto possono comportare conseguenze gravi di ordine amministrativo (sospensione dell’autorizzazione), civile (risarcimento danni) e anche penale. I microbi che possono procurare tossinfezioni sono molti. Quelli più frequentemente chiamati in causa sono i seguenti: Salmonella, Stafilococco e altri.