Università degli Studi di Pisa Facoltà di ScIenze Matematiche, Fisiche e Naturali

1. Università degli Studi di Pisa Facoltà di ScIenze Matematiche, Fisiche e Naturali CORSO DI LAUREA IN SCIENZE BIOLOGICHE CORSO COMPLEMENTARE DI IGIENE DEGLI ALIMENTI (Semestrale) FINALITA’ Il Corso di Igiene degli Alimenti (complementare, semestrale) si propone di affrontare le problematiche relative alla salubrità dei prodotti alimentari durante tutta la filiera produttiva. In particolare, oltre a considerare gli aspetti epidemiologici ed analitici legati al controllo degli alimenti, verrà posta l’attenzione su tutto il processo di produzione, secondo il sistema HACCP, oggi introdotto nel campo alimentare dalla nuova normativa (D. Lgs n° 155 e 156/97). La conoscenza di questi principi e della legislazione corrispondente appare attualmente di grande interesse per i biologi. Infatti l’attuazione delle nuove norme sta creando fin d’ora una forte richiesta di professionisti con conoscenze in materia ed una domanda didattica anche da parte di laureati. Il corso, che comprenderà esercitazioni pratiche di analisi degli alimenti e degli ambienti produttivi e visite a stabilimenti, potrebbe a mio avviso rappresentare un’offerta didattica finora non presente nell’ambito del Corso di Laurea ed a carattere professionalizzante. PROGRAMMA Alimentazione e nutrizione Patologie legate agli alimenti Produzione, trasformazione, conservazione dei prodotti alimentari: aspetti tecnologici. Contaminazione fisica, chimica e biologica degli alimenti all’origine e durante i processi di trasformazione. Epidemiologia delle patologie trasmesse con gli alimenti. Metodologie per la valutazione del rischio (tassi di attacco, ODDS Ratio). Inchiesta epidemiologica per malattie trasmesse da alimenti. Indagini sulle abitudini alimentari. Prevenzione delle patologie trasmesse da alimenti. Autocontrollo nell’industria alimentare. HACCP: elementi di base, valutazione dei rischi e dei punti di controllo, elaborazione e validazione del piano HACCP. Educazione sanitaria del personale. Manuali di buona prassi igienica. Analisi microbiologiche e chimiche per il controllo degli alimenti e degli ambienti di produzione. Indagini lungo la filiera produttiva. Legislazione nazionale ed europea. Aspetti igienistici legati all’attuazione dei D.Lgs. °° 155 e 156/97. Norme relative e alla qualità e sicurezza degli alimenti.

2. FATTORI CHE INFLUENZANO LA CRESCITA • DEI MICRORGANISMI • Composizione chimica (presenza di nutrienti come proteine, zuccheri, grassi, vitamine, etc.) • Contenuto in acqua (Aw) (la maggior parte ha bisogno di una disponibilità di acqua superiore al 95%) • pH neutro e comunque superiore a 4.5 e inferiore a 9 • Atmosfera: gli aerobi hanno bisogno di ossigeno, gli anaerobi sono inattivati dall’ossigeno (Eh) • Temperatura: 0-4°C FRIGO (i microrganismi non si riproducono ma rimangono vitali) 15-45°C Temperatura IDEALE per la moltiplicazione dei microrganismi > 60-100°C i microrganismi vengono uccisi ma le spore (Clostridi del botulismo) e alcune tossine (stafilococco aureo) sono termoresistenti e conservano la loro attività • Tempo trascorso tra preparazione e consumo (alla temperatura ottimale 20-40°C si dividono ogni 20 minuti circa)

3. COME SI CONTAMINANO GLI ALIMENTI? • ALL’ORIGINE • DURANTE L’IMMAGAZZIMENTO: • Depositi non idonei • Scarsa pulizia delle celle frigo con promiscuità degli alimenti • Temperature inadeguate • DURANTE LA MANIOPLAZIONE: • Inosservanza delle norme igieniche personali • Attrezzature e superfici di lavoro contaminate • Tempi e temperature di cottura inadeguati • Promiscuità cotto/crudo, sporco/pulito • DOPO LA PREPARAZIONE: • Conservazione a temperatura non idonea • Promiscuità cotto/crudo • Confezionamento in condizioni igieniche inadeguate • IN TUTTE LE FASI E’ POSSIBILE LA CONTAMINAZIONE DA PARTE DI INSETTI, RODITORI, ECC.

4. ORIGINE DEI BATTERI CAUSA DI MALATTIE ALIMENTARI

5. PATOGENI ASPETTATI SU CIBO CRUDO (per grammo di cibo)

6. Aw Xerofilo: capace di vivere a basse Aw e ad alte concentrazioni saline Alofilo: capace di vivere ad alte concentrazioni saline Osmofilo: capace di vivere ad alte concentrazioni di zuccheri

7. Valori minimi e massimi di pH per lo sviluppo dei microrganismi

8. INFLUENZA SINERGICA DI PH ED AW SULLA CINETICA DI SVILUPPO DI S. AUREUS CATEGORIE DI ALIMENTI In relazione a Aw pH e Temperatura di conservazione

9. POTENZIALE DI OSSIDO-RIDUZIONE Eh • Rappresenta il grado di ossidazione di un alimento • E’ funzione: • del pH • della composizione dell’alimento (presenza di sostanze riducenti come cisteina, acido ascorbico, ecc.) • della concentrazione di ossigeno • Sistemi in uso: • atmosfera controllata: aggiunta CO2 e CO2 + NO2 • “sottovuoto”: eliminazione dell’aria dell’alimento con riduzione della concentrazione di O2 • N.B. • Il “sottovuoto”: • non elimina i patogeni • non ne inibisce totalmente la moltiplicazione (per es. le Salmonelle crescono bene se la temperatura di conservazione è di 15 – 18°C e gli anaerobi sono addirittura favoriti).

10. TEMPERATURA La maggior parte dei microrganismi tossici che attaccano gli alimenti appartiene al gruppo dei microrganismi mesofili la cui temperatura ottimale di sviluppo è di 35-37°C (Salmonella, Cl. Botulinum tipo A e B, Cl. Perfringens, S. aureus, ecc.). Anche atre Enterobacteriaceae e la maggior parte dei batteri Gram+, per es. Bacillus e Clostridium, Micrococcus e batteri lattici, crescono nell’intervallo mesofilo. Solo pochi microrganismi appartengono al gruppo dei termofili perché possiedono una temperatura minima di sviluppo >40°C. Vi appartengono soprattutto le specie di Bacillus e Clostridium come alcune muffe sono termotoleranti: possiedono l’optimum di temperatura nell’intervallo mesofilo, ma possono ugualmente tollerare temperature di sviluppo elevate.

11. CONSERVAZIONE Procedimenti chimici Riscaldamento, raffreddamento Abbassamento del valore aw Procedimenti fisici Procedimenti biologici Atmosfera gassosa irradiazione PROCEDIMENTI DI CONSERVAZIONE DELI ALIMENTI Gas protettivo (CO2, N2) Confezionamento sotto vuoto Sottrazione di acqua: Essiccamento Affumicatura Congelamento Salatura Aggiunta di zucchero salamoia Pastorizzazione Cottura Sterilizzazione Congelamento refrigerazione Radiazioni UV β e γ Aggiunta di Conservanti Salamoia affumicatura Fermentazione lattica

12. METODI DI CONSERVAZIONE E DI BONIFICA CALORE FREDDO ACIDIFICAZIONE ESSICCAMENTO ATMOSFERE MODIFICATE AGGIUNTA DI STARTER AGGIUNTA DI SOSTANZE CHIMICHE

13. CALORE • Utilizzato per: • Conservare alimenti a temperature alle quali non crescono i batteri • Per bonificare alimenti (uccidere i microrganismi patogeni): • Pastorizzazione 65°C per 30’ – 72°C per 15’ • Ebollizione 100°C per 10-30’ • Sterilizzazione 121°C per 15’ • N.B. i trattamenti termici hanno effetti nocivi additivi sui batteri • FREDDO • Utilizzato per: • Conservare alimenti • Refrigerazione + 0,5 + 10°C • Congelamento –18°C • Rapido: raggiungimento di –18°C all’interno dell’alimento in meno di 4 ore • lento

22. POSSIBILI VALORI PER VALUTARE LA QUALITA’ MICROBIOLOGICA DI ALIMENTI Livelli microbiologici tali da garantire un prodotto finito di buona qualità potrebbero essere: Carica microbica totale 104 ufc/g o ml Coliformi fecali 102 ufc/g o ml Stafilococchi coagulasi positivi 102 ufc/g o ml

23. Curva di riscaldamento e raffreddamento di carne di pollo. Differenze di temperatura nelle parti superficiali e profonde durante il trattamento Prodotto crudo Preparazione (lavaggio, sezionamento, ecc) Confezionamento sotto vuoto Cottura tradizionale Cottura a bassa o media Temperatura (65°C o 85°C) Raffreddamento rapido Raffreddamento rapido (a 10°C in meno di 2 ore) Confezionamento sotto vuoto Conservazione a 0-3°C Utilizzazione Riscaldamento tradizionale dopo sconfezionamento Riscaldamento nell’imballaggio allo stato refrigerato

24. Relazione tra carica microbica in psicrofili dopo pasteurizzazione e vita conservativa del latte conservato a 6°C * Tempo richiesto per raggiungere una carica in psicrofili di 107.5/ml Schema di verifica del processo di pasteurizzazione del latte - processo di pasteurizzazione idoneo Ricerca fosfatasi • Sottopasteurizzazione • (ricercare le cause) + ricerca indicatori di processo + contaminazione post processo (ricercare il momento in cui si è verificato)

29. QUALITA’ DEGLI ALIMENTI Assenza di sostanze chimiche indesiderabili Qualità nutrizionali QUALITA’ TOTALE Qualità organolettiche Qualità igienica Qualità tecnologiche Qualità sanitaria

32. LA ROSA DELLA QUALITA’

33. Fattori ritenuti implicati in 1152 episodi di tossinfezioni alimentari (Scozia 1980-85) Legenda: - fattori che influenzano la moltiplicazione microbica = fattori che influenzano la sopravvivenza microbica + fattori che influenzano la contaminazione microbica (*) la somma risulta maggiore di 100 poiché in genere più fattori concorrono alla tossinfezione

44. CONDIZIONI DI INSALUBRITA’ DEGLI ALIMENTI • Contaminazione da agenti patogeni trasmissibili (protozoi, batteri, virus, prioni) o da tossine da questi elaborati; • 2. Infestazione da microparassiti (Taenia solium, T. saginata, Trichinella spiralis, Echinococcus granulosus, Anisakis spp., ecc.); • 3. Alterazioni (acidificazione, decomposizione, putrefazione, ammuffimento, ecc), provocate dalla moltiplicazione della comune flora microbica ambientale per impropria conservazione delle derrate (Sgombroide, Micotossicosi); • 4. Ciguatera, PSP, NSP, DSP, ASP e altre sindromi tossiche da fenomeni di eutrofizzazione algale); • 5. Accumulo di sostanze chimiche o veleni che inquinano l’habitat naturale esposto ad inquinamento (sindrome di Minamata, tossicità da cadmio, cobalto, ecc, pesticidi, residui radioattivi); • 6. Contatto con materiali (stoviglie, contenitori, utensili) che rilasciano sostanze tossiche • 7. Provenienza da animali trattati con antibiotici, ormoni e altre sostanze a scopo auxinico; • 8. Presenza di veleni fisiologici (funghi tossici morfologicamente somiglianti a quelli eduli, alcuni pesci e molluschi in determinati periodi stagionali); • 9. Concentrazione in eccesso di un additivo (monossido glutammato, ac. Nicotinico o niacina, ecc.) per mancata ripartizione in modo uniforme nella massa durante la preparazione della specialità alimentare, o per errato dosaggio.

45. Adulterazione: operazione fraudolenta che consiste nel variare la composizione di un alimento senza peraltro effettuare aggiunte o sostituzioni (ad esempio la scrematura non dichiarata del latte). • Sofisticazione: modificazione della composizione dell’alimento con sostituzione parziale di componenti propri dell’alimento stesso con altre di minor valore. Ciò abbassa il valore merceologico e nutritivo del prodotto e talora può comportare la presenza di sostanze nocive (ad esempio l’innacquamento del latte). • Contraffazione: commercializzazione di un alimento con la denominazione propria di un altro tipo di alimento (ad esempio la vendita di margarina per burro). • Alterazione: modificazione delle caratteristiche dell’alimento per effetto della cattiva conservazione • Contaminazione: presenza nell’alimento di sostanze o microrganismi estranei. • Non idoneità: da un punto di vista fisiologico (alimento depauperato; non regolamentare sotto l’aspetto qualitativo; escluso dalla vendita sebbene non pericoloso per il consumatore). • Nocività: quando nelle normali condizioni di assunzione, l’alimento è in grado di determinare, e di fatto determina, un danno alla salute. • Pericolosità: quando, nelle normali condizioni di assunzione, l’alimento ha la potenzialità di produrre un danno alla salute del consumatore, anche se poi, esso non si produce. Pertanto carattere distintivo della pericolosità rispetto alla nocività è la “potenzialità” e non la certezza del danno alla salute. MODIFICAZIONI DEGLI ALIMENTI E LORO EFFETTI C A U S E E F F E T T I

46. ANIMALE MALATO O PORTATORE Salmonelle, Campylobacter, Brucelle, Virus, Parassiti UOMO MALATO O PORTATORE S. aureus, S. typhi, Shigella, Cl. Perfringens, V. cholerae, E. coli Virus AMBIENTE C. botulinum, C. perfringens, B. cereus AMBIENTE acqua, aria, suolo, utensili, superfici, contenitori materie prime manipolazione ALIMENTI

47. EPISODI E CASI DI MALATTIE VEICOLATE DA ALIMENTI SEGNALATI DAI SISTEMI DI SORVEGLIANZA DI VARI PAESI: STATI UNITI (83 – 87), CANADA (83 – 87), CUBA (84 – 88), GIAPPONE ’90, AUSTRALIA (77 – 84), FRANCIA ’91.

48. Classificazione delle malattie trasmesse con gli alimenti Infezioni Avvelenamenti Intossicazioni Enterotossigene Avvelenamenti da prodotti chimici Invasive Sporulazione Crescita e lisi Vegetali velenosi Intossicazioni microbiche Animali velenosi Sistemiche Mucosa intestinale Tossine algali Micotossine Tossine batteriche Altri tessuti Enterotossine Neurotossine Sostanze interferenti con il metabolismo glicidico Apparato muscolare Fegato

49. PREVENZIONE Controllo materie prime. Separazione cibi freschi e cibi cotti. Manipolazione igienicamente corretta. Pulizia accurata di ambienti e attrezzature. Infezioni CONTAMINAZIONE TEMPO: preparare e servire rapidamente. Refrigerare immediatamente Conservare per breve tempo TEMPERATURA: scongelamento o congelamenti rapidi. Cottura completa Mantenimento catena del freddo Mantenimento elevate temperature. Tossinfezioni CONSERVAZIONE

50. 1. Fissare gli obiettivi 2. Programmare le attività Attuare i processi secondo il programma Verificare se i risultati sono conformi agli obiettivi NO SI Schema di un sistema di controllo a retroazione PLAN DO CHECK CONTINUE ACT