Biofilm di Listeria sulle superfici dei caseifici, come cambia l’efficacia dei disinfettanti

Introduzione

Il latte, ricco di nutrienti e caratterizzato da un elevato contenuto di acqua e da un pH prossimo alla neutralità, offre condizioni favorevoli alla crescita di microrganismi alteranti e patogeni. La contaminazione batterica può quindi compromettere la qualità, le proprietà tecnologiche, la conservabilità e la sicurezza del latte e dei suoi derivati. Una delle principali fonti di contaminazione è la formazione di biofilm sulle superfici delle attrezzature, comprese tubazioni, contenitori e relativi accessori. Queste comunità microbiche possono costituire serbatoi persistenti di microrganismi, dai quali le cellule possono staccarsi e contaminare i prodotti.

Listeria monocytogenes è un batterio patogeno Gram-positivo e psicrotrofo, cioè capace di crescere anche alle temperature di refrigerazione, responsabile della listeriosi umana, una malattia grave caratterizzata da elevati tassi di ospedalizzazione e mortalità. Il batterio anche a basse temperature può formare biofilm su diverse superfici, comprese quelle mantenute in condizioni di refrigerazione a 4 °C. Nonostante i progressi nelle pratiche di sanificazione, è stato spesso isolato in stabilimenti lattiero-caseari sia nuovi sia già operativi, dove l’umidità e la presenza di residui organici ne favoriscono la sopravvivenza e la persistenza.

La formazione dei biofilm dipende anche dalle caratteristiche delle superfici, tra cui il tipo di materiale, la rugosità e l’idrofobicità, cioè la tendenza a respingere l’acqua. Negli impianti lattiero-caseari, oltre all’acciaio inossidabile, sono ampiamente utilizzati materiali non metallici come gomme e plastiche, presenti in guarnizioni, membrane, raccordi, nastri trasportatori e altri componenti. Tra questi ci sono: gomma nitrilica Buna-N, Viton, EPDM, gomma siliconica e Teflon, che presentano proprietà differenti e possono quindi influenzare l’adesione batterica e lo sviluppo dei biofilm. Le ricerche disponibili, tuttavia, non concordano sempre su quali materiali ne favoriscano maggiormente la formazione.

Per la disinfezione delle superfici a contatto con gli alimenti vengono comunemente impiegati acido peracetico, composti di ammonio quaternario e prodotti a base di cloro. L’acido peracetico e il cloro agiscono principalmente come ossidanti, mentre i composti di ammonio quaternario alterano le membrane cellulari. La loro efficacia dipende anche dalla temperatura, dalla presenza di residui organici dopo la pulizia e dalle caratteristiche dei materiali, che possono condizionare la persistenza dei biofilm e la loro tolleranza ai trattamenti.

Mentre numerosi studi hanno esaminato i biofilm di L. monocytogenes su acciaio inossidabile, polistirene e polietilene, sono disponibili meno informazioni sugli altri materiali non metallici utilizzati negli impianti lattiero-caseari. Questa ricerca ha quindi valutato la formazione e la persistenza di biofilm costituiti da più ceppi del batterio su superfici di gomma e Teflon, pulite o con residui organici, e la loro tolleranza ad acido peracetico, composti di ammonio quaternario e cloro. Per “persistenza” si intende la capacità dei biofilm di mantenersi vitali nel tempo; la “tolleranza” indica invece la sopravvivenza delle cellule dopo il trattamento con disinfettanti alle concentrazioni d’uso raccomandate, senza implicare una resistenza ereditaria.

Materiali e Metodi

Per valutare la formazione dei biofilm, i ricercatori hanno utilizzato una miscela di sei ceppi di Listeria monocytogenes e campioni di cinque materiali (15 × 7,5 mm): gomma nitrilica Buna-N, Viton, EPDM, gomma siliconica e Teflon. Su Buna-N, EPDM e Teflon l’usura è stata simulata mediante abrasione con carta vetrata e la presenza di residui organici mediante immersione in latte intero diluito 1:10.

I campioni sono stati incubati in condizioni statiche a 25 °C per due o sette giorni, in un terreno di coltura con una concentrazione iniziale di circa 10⁸ UFC/mL. I biofilm così formati sono stati trattati per un minuto a temperatura ambiente con acido peracetico (100 mg/L), composti di ammonio quaternario (200 mg/L) o cloro libero (100 mg/L).

Dopo aver neutralizzato i disinfettanti, i ricercatori hanno staccato le cellule dalle superfici e contato le colonie cresciute su agar. Le prove sono state ripetute in tre esperimenti indipendenti, con tre o quattro campioni per materiale e trattamento. I dati sono stati espressi come media ± errore standard e analizzati mediante ANOVA e test di Tukey (P ≤ 0,05).

Risultati 

Formazione dei biofilm su gomma e Teflon

Dopo due giorni di incubazione a 25 °C, la popolazione di L. monocytogenes nei biofilm sul Teflon (7,25 log UFC per campione) era significativamente inferiore a quella rilevata su Buna-N, EPDM e gomma siliconica (P < 0,05) e comparabile a quella sul Viton. Dopo sette giorni, il Teflon presentava ancora il valore più basso (7,08 log UFC per campione), significativamente inferiore a quello di tutti i materiali in gomma (P < 0,05). Su tutte le superfici, le popolazioni superavano i 7 log UFC per campione a entrambi i tempi di incubazione.

Efficacia dei disinfettanti sui biofilm di due e sette giorni

Sulle superfici nuove, l’acido peracetico è risultato il disinfettante più efficace. Il trattamento per un minuto a 100 mg/L ha determinato riduzioni da 3,2 log UFC per campione sull’EPDM a 3,8 sul Buna-N e sul Teflon nei biofilm di due giorni. Nei biofilm di sette giorni, le riduzioni variavano da 2,7 log sull’EPDM a 3,9 sul Teflon. Il cloro ha generalmente ottenuto riduzioni medie superiori a quelle dei composti di ammonio quaternario, con l’eccezione dell’EPDM. Nei biofilm di due giorni, le differenze tra questi due trattamenti non erano significative.

Effetto dell’usura delle superfici

Come mostra la figura 4, l’usura simulata ha ridotto significativamente l’efficacia dei composti di ammonio quaternario (B) e del cloro (C) su tutti e tre i materiali esaminati. Il calo più marcato si è osservato sul Teflon, dove la riduzione della popolazione batterica è passata da 3,4 a 0,9 log UFC per campione con i composti di ammonio quaternario e da 2,8 a 0,6 log con il cloro. Per l’acido peracetico (A), il calo è risultato significativo soltanto sul Buna-N, con una riduzione da 3,6 log sulla superficie nuova a 2,3 log su quella usurata.

Figura 4. Efficacia dei disinfettanti contro i biofilm di Listeria monocytogenesdi sette giorni su superfici nuove e sottoposte a usura simulata di Buna-N, EPDM e Teflon. I campioni sono stati trattati per un minuto a temperatura ambiente con acido peracetico a 100 mg/L (A), composti di ammonio quaternario a 200 mg/L (B) o cloro libero a 100 mg/L (C). Le barre indicano la riduzione media della popolazione batterica in log UFC per campione, con il relativo errore standard. Lettere diverse indicano una differenza significativa tra superficie nuova e usurata dello stesso materiale (P ≤ 0,05).

Effetto dei residui di latte

Sulle superfici nuove di Buna-N, EPDM e Teflon, l’efficacia dei disinfettanti è risultata simile in presenza e in assenza di residui di latte. Sul Teflon usurato, invece, i residui hanno ridotto soprattutto l’efficacia dei composti di ammonio quaternario e del cloro. Con i primi, la riduzione della popolazione di L. monocytogenes è passata da 0,9 log UFC per campione in assenza di residui a 0,5 log in loro presenza. Con il cloro è scesa da 0,6 a 0,2 log.
Anche in presenza di residui di latte, l’acido peracetico è rimasto il disinfettante più efficace sulle superfici usurate. La riduzione maggiore è stata osservata sul Teflon (4,1 log UFC per campione), seguito dall’EPDM (2,8 log) e dal Buna-N (2,0 log).

Conclusioni

Lo studio ha valutato la capacità di cinque materiali non metallici a contatto con gli alimenti, comunemente utilizzati negli impianti lattiero-caseari — Buna-N, Viton, EPDM, gomma siliconica e Teflon — di favorire la formazione di biofilm di Listeria monocytogenes e di influenzarne la tolleranza ai disinfettanti più diffusi, tra cui acido peracetico, composti di ammonio quaternario e cloro.

Rispetto al Teflon, i materiali in gomma hanno generalmente favorito un maggiore sviluppo dei biofilm, mentre il Teflon ha presentato le popolazioni batteriche più basse sia dopo due sia dopo sette giorni di incubazione. In tutte le condizioni esaminate, l’acido peracetico è risultato il disinfettante più efficace contro i biofilm sulle superfici in gomma e Teflon. L’efficacia dei composti di ammonio quaternario e del cloro, invece, è diminuita significativamente sui materiali sottoposti a invecchiamento sperimentale; sul Teflon usurato, la presenza di residui di latte ha ulteriormente ridotto l’efficacia di tutti i disinfettanti.

Nel complesso, questi risultati dimostrano che il tipo di materiale, l’invecchiamento delle superfici e i residui organici influenzano la persistenza dei biofilm e l’efficacia dei disinfettanti negli ambienti di trasformazione lattiero-casearia. Le caratteristiche delle superfici non metalliche e l’integrità dei materiali dovrebbero quindi essere considerate nella progettazione igienica delle attrezzature e nello sviluppo dei programmi di sanificazione. Una scelta appropriata e una corretta manutenzione dei materiali a contatto con gli alimenti possono ridurre il rischio di insediamento di Listeria negli impianti, contribuendo a limitare la contaminazione e a migliorare la sicurezza alimentare.

Fonte: “Persistence and sanitizer tolerance of Listeria monocytogenes biofilms on nonmetal food-contact surfaces in dairy processing environments”. B. Thapa, A. Datta, M.-J. Zhu. Journal of Dairy Science, Volume 109, 2026, pp. 11497–11508. https://doi.org/10.3168/jds.2026-28693

Autore: Roberta Terrigno