Microbiologia degli alimenti

MICROBIOLOGIA DEGLI ALIMENTI

Nozioni generali

La microbiologia è una scienza che ricopre un ruolo di notevole importanza in vari settori, fra i quali quello riguardante l'industria alimentare.

Nel campo alimentare vi è infatti un cospicuo controllo, dettato dalla Legge, che prevede e prefissa metodi analitici e paramenti microbiologici atti a tutelare la salute del cittadino.

Il giudizio globale sulla qualità di un alimento, può essere agevolato dalla ricerca di due gruppi particolari di microrganismi:

• Indicatori di contaminazione
• Indicatori di processo

I primi sono una spia della possibile presenza di germi patogeni, gli altri invece, a seconda che siano presenti o meno, ci indicano la corretta applicazione dei trattamenti tecnologici.

Successivamente i microrganismi presenti nei cibi possono essere classificati come endogeni e esogeni, dove i primi sono presenti già nell'organismo da cui derivano, mentre i secondi derivano da i trattamenti che l'alimento ha subito in seguito.

L'azione dei batteri sul piano alimentare risulta essere duplice; sappiamo infatti che molti prodotti alimentari derivano da trasformazioni biochimiche operate dai batteri, come nel caso dei prodotti lattiero-caseari e bevande alcoliche, che sarebbe impossibile produrre senza l'intervanto di specifici batteri. Quest'ultimi però sono anche i maggiori responsabili dell'alterazione dei cibi, che non beneficiano al nostro organismo. Vi sono infatti microrganismi dannosi, che portano solamente alla degradazione dei cibi, ma anche microbi pericolosi che sono in grado di provocare malattie e produrre sostanze tossiche per l'uomo.

Le cause di alterazione delle derrate alimentari possono essere suddivise in cause chimico-fisiche, quando l'alimento viene esposto all'azione dell'ossigeno, alla radiazioni, alla luce, al calore e alla variazione dell' Aw, e in cause biologiche quando l'alterazioni sono dovute agli enzimi presenti nel cibo stesso, dai microrganismi e dal loro metabolismo.

Tutti gli alimenti infatti subiscono prima o poi l'attacco dei microrganismi, che consumando l'alimento producono sostanze di rifiuto al suo interno, con conseguente comparsa di alterazioni tali da rendere il cibo non più utilizzabile dal consumatore, nonché veicolo di tossinfezioni e intossicazioni.

Quest'ultimi si manifestano dopo l'ingestione di tossine prodotte dai batteri, tra i quali i più noti sono costituiti dall'intossicazione botulinica e stafilococcica.

Se invece il malessere è dovuto alla presenza di microrganismi che vivono e producono le proprie tossine all'interno dell'organismo ospite si parla di tossinfezione, come ad es. nel caso del vibriocolera.

Gli alimenti ricchi di proteine e acqua sono quelli preferiti dai batteri, e spesso sono questi all'origine di tossinfezioni, che si manifestano per una serie di motivi tra i quali rappresentati da :

• Una inadeguata conservazione dell'alimento
• Inadeguata cottura o raffreddamento dei cibi cotti
• Scarso igiene nei locali di produzione dell'alimento, e del personale che vi lavora
• Contaminazione crociata
• Materie prime contaminate, o malattia dell'animale da cui provengono

Le infezioni che si determinano possono essere in sintesi causate da:

• Batteri (salmonella, stafilococco aureo, e.coli, botulino, perfrigens, meno frequentemente shigelle e vibrioni)
• Virus (epatite, meno frequentemente poliomielite, echo, coxachiae)
• Parassiti (protozoi, elminti, trichine)
• Muffe

I microrganismi responsabili di frequenti episodi di tossinfezione alimentare nel nostro Paese ed in quelli vicini sono: Colibatteri, Enterococchi e Stafilococchi.

Intossicazione da Staphilococcus aureus

Lo Stafiloccocco aureo :

Gli stafilococchi sono cocchi Gram positivi con tipica disposizione a grappolo che crescono anche in presenza del 15% di NaCl, in aerobiosi o anaerobiosi. Possono svilupparsi a temperature che vanno dai 15 ai 45° C, mentre temperature inferiori a 6°C ne bloccano la riproduzione. Crescono bene a pH superiore a 4.8.

Staphylococcus aureus è un microrganismo in grado di sintetizzare tossine termostabili, denominate"enterotossine stafilococciche" (ES), che, quando presenti nell'alimento in quantità sufficiente, danno luogo ad una forma di intossicazione alimentare il cui nome è "intossicazione da enterotossina stafilococcica" o "intossicazione stafilococcica" (IS).

La peculiarità biologica di queste proteine risiede nella loro notevole termostabilità, alcune infatti possono essere inattivate solo a temperature elavate come 100°C per 30 minuti circa, per cui possono resistere ai trattamenti di cottura e di refrigerazione (fino a -10-30°C) ai quali sono sottoposti gli alimenti.

La patologia:

Le ES, responsabili dei quadri sintomatologici che si osservano in corso di IS, sono molecole inodori ed incolori, per cui la loro presenza nel cibo non è evidenziabile valutando le sole caratteristiche organolettiche. La capacità di produrre o meno queste tossine è la caratteristica di variabilità più importante in ambiente alimentare.

Di fatto la presenza di esse può provocare notevoli disturbi all'organismo umano:

difatti la patologia causata dallo Stafilococco aureo è denominata "intossicazione stafilococcica" o 'intossicazione da enterotossina stafilococcica". E' una malattia poco grave, autolimitante, raramente letale, che richiede ospedalizzazione dei pazienti colpiti in circa il 10% dei casi (normalmente persone molto giovani o anziani). Pur essendo una patologia di modesta entità clinica ha un forte impatto socio-economico in quanto risulta ancora molto diffusa. Essa provoca disturbi a livello intestinale, quali nausea, vomito e diarrea, con frequente rialzo termico, dopo 2-4 ore dall'ingestione dell'alimento contaminato.

Questo può ospitare cariche microbiche pericolose solo se in esso gli stafilococchi hanno la possibilità di riprodursi attivamente e allo stesso tempo di liberare la tossina, il che è possibile se l'alimento viene mantenuto per 2-3 ore a temperatura tra i 30-40° C; oppure una decina di ore a temperatura ambiente.

Trattandosi di una forma di intossicazione alimentare, ovvero di una patologia causata dall'assunzione di una sostanza tossica presente nell'alimento a prescindere dalla presenza del microrganismo che l'ha sintetizzata (che al momento del consumo dell'alimento potrebbe non essere presente, in quanto inattivato, ad esempio, da un trattamento termico a cui è stato sottoposto il cibo prima del consumo), è importante conoscere il numero di cellule di S. aureus enterotossico presente nell'alimento. Infatti, affinché si abbia manifestazione clinica di IS è necessario ingerire circa 100-200 ng di ES; affinché tale quantità di tossina si accumuli nell'alimento contaminato da S. aureus, è necessario che il germe replichi e raggiunga un numero di cellule almeno pari a 500.000-1.000.000 per grammo di alimento.

Habitat e cibi a rischio di contaminazione:

Lo Stafilococco aureo è un batterio che vive prevalentemente sulla cute e sulle mucose dell'uomo e di altri mammiferi; è altresì in grado di colonizzare la mammella degli animali produttori di latte, ed è presente nell'orofaringe dell'uomo, sia esso affetto da faringite stafilococciche, o portatore sano del batterio, inoltre  può trovarsi anche nel pus di infezioni localizzate sulla pelle (foruncoli), occhi (congiuntiviti) e orecchie (otiti) . Proprio per questo il maggior fattore portatrice di contaminazione è l'uomo, che manipolando, tossendo o starnutendo sull'alimento ne può provocare la contaminazione. Questa può avvenire anche se durante la preparazione del cibo vengono impiegati utensili di cucina sporchi, e se l'ambiente di lavorazione non è pulito.

I cibi che con maggior frequenza possono rendersi responsabili di IS, sono soprattutto quelli ricchi di nutrienti (zuccheri, proteine, ecc.) e sottoposti a manipolazioni da parte dell'uomo: prodotti di pasticceria, paste farcite, gelati, latte non pastorizzato e conservato in abuso termico, prodotti lattiero caseari da latte crudo o ricontaminati dopo il trattamento termico (ricotta, ecc.), prodotti ittici trasformati, e così via. Particolare attenzione va posta agli alimenti cotti, successivamente ricontaminati, conservati a temperature permissive per la replicazione di S. aureus e serviti dopo diverse ore dalla preparazione. In questa tipologia di alimenti S. aureus può replicare velocemente in quanto si tratta di substrati ricchi di nutrienti e povere di flora microbica antagonista.

Lo S. aureus trova il suo adeguato habitat anche in alimenti ricchi di sale, poiché è un organismo alofilo, e ritrovano cosi a rischio i prodotti conservati con la salagione (prosciutti, ecc).

Tecniche di isolamento, ricerca e identificazione :

Le tecniche per l'identificazione e isolamento di questo microrganismo su alimenti e superfici, dell'industria alimentare non richiede particolari attrezzature e risulta piuttosto semplice (grazie anche all'esistenza di protocolli operativi standardizzati). Di norma si impiegano terreni solidi per

l'isolamento e prove biochimiche per l'identificazione del batterio. Il passaggio successivo consiste nel verificare la capacità enterotossica del ceppo isolato; a tal fine possono essere utilizzate

tecniche immunologiche (ELISA, Agglutinazione , Immunodiffusione, ecc.) o tecniche di biologia molecolare in grado di svelare la presenza di geni codificanti per le enterorotossine.

La ricerca dello S. aureus avviene con una specifica modalità che prevede inizialmente una diluizione del campione 1:10 in soluzione fisiologica, e sua successiva omogeneizzazione.

Dopodichè vengono seminate le varie diluizioni su Baird parker medium, e le piastre vengono messe in termostato per 48 ore a 37°C.

La presenza dello Stafilococco è caratterizzata dalla comparsa di colonie nere, che se presenti vengono confermate con la prova di coagulasi, poiché lo S. aureus è coagulasi positivo.

Ricerca dello Staphylococcus aureus negli alimenti

Alimenti solidi

Prevenzione alla malattia:

Per prevenire le intossicazioni dovute allo Stafilocco aureo è bene far uso di alcune norme igieniche atte a non contaminare gli alimenti messi poi in commercio. Sarebbe utile infatti utilizzare guanti e mascherine durante i trattamenti dei cibi, bendare eventuali ferite se si manipolano questi e rispettare le temperature ottimali per ogni alimento ecc.