I produttori alimentari devono tenere conto della proliferazione microbica durante la produzione e il confezionamento dei prodotti. Questo webinar tratta i fattori che influenzano la proliferazione microbica, il modo in cui l'attività dell'acqua controlla la proliferazione microbica, la conformità alle normative governative, i patogeni alimentari comuni, la formulazione di un'attività dell'acqua specifica e la tecnologia delle barriere.

I guasti microbici negli imballaggi alimentari possono portare al ritiro dei prodotti dal mercato, con conseguenti costi per l'azienda pari a milioni di dollari in ritardi operativi, spese legali, richieste di risarcimento medico, recupero e smaltimento degli alimenti e assistenza medica. Possono inoltre causare ulteriori perdite in termini di danno alla reputazione, perdita di vendite future e perdita di fiducia dei consumatori.

FAT TOM: Sei fattori che influenzano la crescita microbica

Sei fattori principali influenzano la crescita microbica: cibo, acidità, tempo, temperatura, ossigenoe umidità. (Un espediente mnemonico banale ma efficace è FAT TOM.) La composizione nutrizionale di un alimento determina quali microbi possono crescere. Anche gli acidi, o livelli di pH, influenzano la crescita microbica. Le muffe possono crescere al pH più basso, mentre i batteri prosperano ai livelli di pH più alti e non possono crescere in ambienti con un pH inferiore a 4,6.

La crescita microbica è esponenziale, quindi è fondamentale individuare tempestivamente i patogeni pericolosi. Possiamo arrestare la crescita dei patogeni privando i microbi di nutrimento e ossigeno e introducendo specie concorrenti. Patogeni diversi prosperano a temperature diverse. La zona di pericolo per la sicurezza alimentare è compresa tra 4 e 60 gradi Celsius (da 40 a 140 gradi Fahrenheit). Possiamo disattivare i batteri utilizzando una combinazione di trattamenti con tempi e temperature elevati.

Consideriamo l'ossigeno microbico o il potenziale redox. I microbi aerobici (come la muffa) necessitano di ossigeno, mentre i patogeni anaerobici (Clostridium botulinum e Bacillus cereus) non hanno bisogno di ossigeno per crescere. Alcuni batteri (come E.coli e Staph aureus) sono facoltativamente aerobici, il che significa che possono passare da aerobici ad anaerobici a seconda dell'ambiente. D'altra parte, i microaerofili richiedono ossigeno in quantità minori per crescere (Campylobacter jejuni).

L'umidità è importante per la crescita dei patogeni attraverso l'attività dell'acqua negli alimenti. I batteri patogeni, ad esempio, crescono solo con attività dell'acqua superiori a 0,85, mentre il deterioramento causato da muffe e lieviti ha un limite di attività dell'acqua pari a 0,7. Al contrario, con un'attività dell'acqua inferiore a 0,6 non può verificarsi alcuna crescita microbica.

Come l'attività dell'acqua influisce sui microrganismi

Una differenza nell'attività dell'acqua comporta una differenza nel livello di energia. Con un'elevata attività dell'acqua, l'acqua presente nel microbo tende a fuoriuscire, modificando la pressione di attivazione all'interno del microrganismo. Il microrganismo cercherà di equilibrare le proprie energie con l'attività dell'acqua nell'ambiente.

Il microrganismo altererà la propria membrana per ridurre l'attività dell'acqua, mantenendo così la propria pressione di attivazione. Potrebbe produrre o trasportare aminoacidi o zuccheri in piccole quantità per cercare di ridurre l'attività dell'acqua. Tuttavia, l'attività dell'acqua continuerà a non corrispondere a quella dell'ambiente e il microrganismo entrerà in stasi o dormienza.

Agenti patogeni alimentari comuni

Gli agenti patogeni alimentari si dividono in due categorie: intossicazione alimentare e infezione alimentare. Si parla di intossicazione alimentare quando si ingerisce una tossina prodotta nel cibo e ci si ammala. Si parla invece di infezione alimentare quando la tossina si sviluppa nel tratto gastrointestinale. (L'intossicazione si forma nel cibo, mentre l'infezione si forma nell'intestino).

Lo Staphylococcus aureus può crescere con o senza ossigeno, ha il limite di attività dell'acqua più basso ed è facilmente soggetto a contaminazione incrociata. Pertanto, la presenza dello Staphylococcus aureus sulle attrezzature di lavorazione degli alimenti è indice di scarse condizioni igieniche. La proliferazione di questo agente patogeno può essere facilmente prevenuta mediante pulizia, sanificazione, preparazione adeguata e riduzione al minimo della contaminazione incrociata.

Il botulismo è anaerobico e non cresce a livelli di pH inferiori a 4,6. Bastano tre minuti di bollitura per uccidere il botulismo. Ha un limite di attività dell'acqua più elevato. Il botulismo è presente in natura (nel suolo, nelle piante, nell'acqua) e in alimenti inscatolati in modo improprio e alimenti a bassa acidità (barbabietole, fagiolini, patate al forno avvolte in carta stagnola, pesce affumicato, olio aromatizzato alle erbe e miele).

La Salmonella spp. è il patogeno più segnalato. Questo microbo è un'infezione di origine alimentare ed è più comune nei mesi estivi. La Salmonella può prosperare in ambienti ricchi di ossigeno o poveri di ossigeno, può essere uccisa dalla cottura e si trova nelle feci contaminate, nell'acqua potabile, nel contatto da persona a persona, nei prodotti a base di uova, nella frutta e verdura crude, nei prodotti lattiero-caseari non pastorizzati e persino in prodotti come la farina e il burro di arachidi.

La Listeria può proliferare a temperature di refrigerazione, può essere eliminata mediante cottura e pastorizzazione e ha un limite di attività dell'acqua pari a 0,92. La Listeria è presente nella carne cruda, nelle verdure, nel latte non pastorizzato e in alcuni formaggi a pasta molle. In ambienti a bassa temperatura e a basso contenuto di ossigeno, la Listeria può proliferare se presente.

La maggior parte dei ceppi di E. coli sono innocui e sono essenziali per il tratto intestinale. Il ceppo patogeno può essere eliminato attraverso la cottura o la pastorizzazione. L'E. coli ha una dose infettiva bassa ed è difficile da eliminare.

Il Bacillus cereus è anaerobico e ha un breve tempo di incubazione. Questo agente patogeno viene spesso confuso con l'influenza intestinale.

Riduzione dell'attività dell'acqua per prevenire la proliferazione microbica

Riducendo l'attività dell'acqua si modifica la crescita dei microbi. La disidratazione di un prodotto consente di conservare gli alimenti e ridurre l'attività dell'acqua. Anche l'aggiunta di un umettante, singolarmente o in combinazione con altri, può ridurre l'attività dell'acqua. La tecnologia Hurdle prevede l'introduzione di barriere alla crescita microbica, come la gestione della temperatura, dell'attività dell'acqua, dell'acidità e dell'ossigenazione.