Le ammine biogene nei formaggi tradizionali
Uno studio sui composti prodotti dai microrganismi durante la maturazione. Cosa ne determina la formazione tra microbiologia, tecnologia e stagionatura
Questo studio osservazionale ha avuto l’obiettivo di indagare la presenza e la distribuzione delle ammine, composti prodotti dai microrganismi, in un insieme rappresentativo di formaggi tradizionali, raggruppati per origine del latte, bovino e non bovino, e per tecnologia casearia in formaggi a pasta dura, a pasta filata e a pasta molle. Per ciascun campione è stata analizzata un’ampia serie di parametri, tra cui composizione chimica, carica microbica valutata con metodi colturali, amminoacidi liberi e ammine biogene. Nel complesso, il contenuto di ammine ha mostrato un’elevata variabilità tra le diverse categorie di formaggi, riflettendo differenze legate all’origine del latte, al grado di stagionatura e alle condizioni di produzione. I formaggi ottenuti da latte non bovino, in particolare quelli a pasta dura da latte ovino crudo, hanno evidenziato i livelli più elevati, mentre i formaggi bovini risultano meno influenzati dalle lunghe stagionature.L’analisi di correlazione mostra che l’accumulo di ammine non dipende da un solo fattore, ma dal modo in cui più elementi agiscono insieme. Contano le caratteristiche fisico-chimiche del formaggio, l’evoluzione delle popolazioni microbiche e i processi metabolici che si attivano durante la maturazione.
Introduzione
Nei Paesi sviluppati i formaggi rappresentano una componente importante della dieta, in quanto contribuiscono in modo significativo all’apporto di proteine, minerali e vitamine. L’Europa registra i livelli più elevati di consumo pro capite e, con una produzione di 1.344,11 mila tonnellate nel 2023, l’Italia è il Paese con il maggior numero di denominazioni di origine riconosciute dalla normativa europea tra i prodotti lattiero-caseari.
Oltre all’importanza nutrizionale e culturale, i formaggi costituiscono la seconda categoria alimentare più rilevante associata alla presenza di ammine biogene, subito dopo i prodotti ittici. Si tratta di composti azotati che si formano per effetto dell’attività microbica, soprattutto attraverso la trasformazione degli amminoacidi e di altri composti presenti nel formaggio.
Piccole quantità di ammine biogene sono necessarie per numerose funzioni biologiche nelle cellule vegetali e animali, mentre concentrazioni elevate rappresentano un potenziale rischio per la salute. In condizioni normali, una modesta assunzione viene facilmente detossificata a livello intestinale grazie all’azione degli enzimi monoamino ossidasi e diamino ossidasi.
Tuttavia, un’elevata assunzione può superare la capacità di difesa dell’organismo saturando questi sistemi enzimatici, che sono coinvolti nel mantenimento dell’omeostasi. La ridotta o insufficiente attività di tali enzimi può determinare un’ossidazione inefficiente delle ammine. Altre cause di inefficienza possono essere legate a fattori genetici, a patologie gastrointestinali o all’effetto inibitorio di alcol e farmaci sulle attività enzimatiche. Le ammine non ossidate entrano quindi nel circolo sistemico causando aumento della gittata cardiaca, emicrania, ipertensione, aumento della secrezione acida gastrica e tachicardia.
Gli effetti tossici associati al consumo di tiramina sono noti come ‘cheese reaction’, termine che descrive la crisi ipertensiva che può verificarsi dopo l’ingestione di formaggi ricchi di questa sostanza. Insieme alla tiramina, istamina, putrescina e cadaverina rappresentano le principali ammine biogene presenti nei prodotti lattiero-caseari.
A differenza di altri alimenti, i formaggi costituiscono un ambiente ideale per la produzione di ammine biogene grazie al processo di proteolisi, che libera i precursori, alla presenza di microrganismi dotati di attività decarbossilasica e a condizioni ambientali che ne favoriscono la crescita. Tuttavia, la letteratura evidenzia un’elevata variabilità nell’accumulo di ammine, che può variare da pochi milligrammi fino a 2.000 mg/kg, probabilmente in relazione a diversi fattori, tra cui ambiente di stagionatura, contenuto di sale, temperatura, trattamento termico del latte e tipo di colture starter utilizzate.
Diversi studi si sono concentrati sul contenuto di ammine biogene in specifiche categorie di formaggi, ma i risultati risultano spesso discordanti e appare necessario disporre di informazioni più complete per definire un quadro esaustivo. Ad oggi non esistono limiti normativi per le ammine negli alimenti, ad eccezione dell’istamina nei prodotti ittici.
Alla luce di queste premesse, il presente studio si pone un duplice obiettivo: da un lato analizzare il contenuto di ammine biogene in diverse tipologie di formaggi italiani prodotti da piccole e medie aziende, le più diffuse nel contesto nazionale, per fornire una visione generale del livello di contaminazione; dall’altro, valutare come parametri fisico-chimici, carica microbica e livelli di amminoacidi liberi possano influenzarne l’accumulo. A questo scopo è stato adottato un approccio statistico e di ecologia microbica che combina analisi di correlazione e analisi multivariate per esplorare le relazioni tra le variabili e individuare i fattori che meglio spiegano o predicono la formazione delle ammine nei sistemi caseari.
Materiali e Metodo
In questo studio sono stati classificati 33 campioni di formaggio in base all’origine del latte (origine bovina e non) e alla tecnologia di produzione (pasta dura, pasta filata, pasta molle).
Il disegno sperimentale integra tre livelli di analisi:
- Una caratterizzazione chimica completa del prodotto, con attenzione a umidità, pH, sale, proteine e attività dell’acqua.
- Una lettura microbiologica basata su conte colturali per individuare le principali popolazioni batteriche coinvolte.
- Una componente metabolica, che misura sia gli amminoacidi liberi, cioè i prodotti della degradazione delle proteine, sia le ammine, che derivano dalla loro trasformazione microbica.
Dal punto di vista analitico, le ammine vengono quantificate con un protocollo standardizzato che combina estrazione acida, derivatizzazione e cromatografia liquida, permettendo un confronto affidabile tra i campioni. L’impostazione statistica rappresenta l’elemento più rilevante. Non si limita a descrivere i dati, ma li mette in relazione: prima attraverso correlazioni semplici tra variabili, poi con modelli multivariati che integrano parametri chimici, microbiologici e tecnologici.
In questo modo, l’analisi non si ferma a quantificare la presenza delle ammine, ma cerca di comprenderne la formazione, collegando materia prima, processo e microbiologia in un’unica lettura interpretativa.
Risultati
Dall’analisi dei campioni emerge una marcata variabilità tra le diverse tipologie di formaggio, sia dal punto di vista delle caratteristiche del prodotto che microbiologico. Questa variabilità è strettamente legata all’origine del latte, alla tecnologia di produzione e, soprattutto, alla durata della stagionatura.
La stagionatura si conferma un fattore determinante. Con il progredire della maturazione si osserva una riduzione dell’umidità e dell’attività dell’acqua, accompagnata da un incremento della proteolisi e da una progressiva selezione delle popolazioni microbiche. Questi cambiamenti creano condizioni favorevoli alla formazione delle ammine, senza però rappresentarne l’unico fattore determinante.
L’origine del latte incide in modo significativo. I formaggi non bovini, in particolare quelli ovini a latte crudo e a lunga stagionatura, presentano i livelli più elevati di ammine, mentre i formaggi bovini risultano complessivamente meno soggetti ad accumuli elevati.
Le diverse ammine mostrano comportamenti distinti. Cadaverina, putrescina e tiramina risultano associate a elevate concentrazioni di enterococchi e a un maggiore contenuto di sale, configurandosi come elementi caratterizzanti dei formaggi non da latte bovino. L’istamina è invece maggiormente legata ai processi di proteolisi e risulta più presente nei formaggi stagionati a pasta dura e a pasta filata.
Le analisi statistiche confermano che l’accumulo di ammine è il risultato dell’interazione tra più fattori. La disponibilità di amminoacidi precursori, la presenza di microrganismi attivi e le condizioni ambientali e tecnologiche agiscono insieme nel determinare i livelli finali.
Nel complesso, i risultati restituiscono una lettura integrata del sistema formaggio, in cui la formazione delle ammine riflette l’interazione tra materia prima, processo produttivo e microbiologia lungo tutte le fasi della filiera.
Conclusioni
Il contenuto di ammine ha mostrato una marcata variabilità tra le diverse categorie, in relazione alla materia prima, alla stagionatura e alle condizioni di produzione. I formaggi non bovini hanno evidenziato i livelli più elevati, mentre quelli bovini mostrano un minore accumulo di ammine anche nelle stagionature più lunghe
L’analisi di correlazione indica che l’accumulo di ammine è il risultato dell’interazione tra più fattori, tra cui caratteristiche fisico-chimiche, dinamiche microbiche e attività metaboliche. La sola disponibilità di amminoacidi precursori non è sufficiente a prevederne la formazione.
L’analisi multivariata evidenzia relazioni specifiche tra singole ammine e gruppi microbici. Cadaverina, putrescina e tiramina risultano associate agli enterococchi e al contenuto di cloruro di sodio, mentre l’istamina è legata ai processi di proteolisi ed è tipica dei formaggi stagionati a pasta dura e a pasta filata.
Nel complesso, i risultati indicano la necessità di un approccio integrato che consideri insieme aspetti microbiologici, biochimici e produttivi per comprendere e gestire la formazione di ammine nei formaggi.
Fonte:”Statistical insights into biogenic amine accumulation in traditional cheeses based on microbial, physicochemical, proteolytic, and technological properties”. G. Natrella, L. Mancini, M. Miccolis, A. Mottola, L. Ranieri, A. Di Pinto, F. Maria Calabrese, M. Faccia, G. Celano, M. De Angelis. Journal of Dairy Science, Volume 109, Issue 4, 2026. Pages 3525–3543 https://doi.org/10.3168/jds.2025-27154
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