Spore nel lattiero-caseario: nuove conoscenze in materia di rilevamento, conta e valutazione del rischio

//Spore nel lattiero-caseario: nuove conoscenze in materia di rilevamento, conta e valutazione del rischio

Spore nel lattiero-caseario: nuove conoscenze in materia di rilevamento, conta e valutazione del rischio

Abstract

La performance del metodo ISO “Enumeration of the Specially Thermoresistant Spores of Thermophilic Bacteria in Dried Milk’” (ISO / TS27265, 2009) è stata confrontata con un metodo più pratico. Entrambi sono stati testati per la prevedibilità del deterioramento del latte ricostituito trattato con UHT. I dati mostrano che il riscaldamento per 30 minuti a 100 °C ha lo stesso valore predittivo del riscaldamento per 30 minuti a 106 °C, a condizione che le specifiche siano aumentate di 1 log10 e l’uso di TSA come terreno di coltura è raccomandato su PCMA. La prevedibilità del deterioramento usando metodi di piastramento classici è inoltre discussa in relazione alla variazione della resistenza al calore delle spore per le spore comunemente presenti nell’industria lattiero-casearia.

Introduzione

La contaminazione batterica degli alimenti può portare ad una riduzione della shelf-life a causa della crescita eccessiva di organismi di deterioramento e, nel caso di agenti patogeni, a malattie di origine alimentare che si scatenano con il consumo di prodotti contaminati. Per inattivare i batteri che possono crescere nei prodotti finiti, molti prodotti alimentari subiscono un trattamento termico. I trattamenti di pastorizzazione portano all’inattivazione delle cellule vegetative. Tuttavia, le spore batteriche sopravvivono a tali trattamenti, dopo di che possono germinare e crescere in prodotti pronti allo stato liquido (review di André et al., 2017). Per garantire l’inattivazione delle spore, sono necessari carichi di calore molto più elevati come i trattamenti ad altissima temperatura (UHT) o la sterilizzazione in autoclave (review di den Besten et al. 2018). Ma anche dopo tali livelli di trattamento termico, alcune spore (molto) resistenti al calore possono essere ancora vitali (Scheldeman et al., 2006). Chiaramente, le spore sono una delle preoccupazioni principali per l’industria alimentare in quanto sono la prima causa di deterioramento di una vasta gamma di alimenti trasformati a causa delle loro elevate capacità di resistenza al calore (review di Setlow 2014).

Il latte crudo, nel serbatoio di carico, può contenere spore batteriche, comprese quelle (altamente) resistenti al calore. Queste spore sono presenti ovunque sulla vacca e nel suo ambiente e possono essere introdotte nel latte a basse concentrazioni (<10 – 7 × 102 cfu/mL; Coorevits et al., 2008) durante la mungitura. Inoltre, durante la produzione di latte in polvere da latte crudo, le concentrazioni di spore possono aumentare nel prodotto a causa degli effetti di concentrazione o del fissaggio delle spore e della crescita delle cellule vegetative di queste specie batteriche nelle apparecchiature di lavorazione, seguite dalla formazione di spore (Burgess et al 2014, Jindal e Anand 2018).

Le spore di specie batteriche che si incontrano spesso nei latticini appartengono a una vasta gamma di specie aerobiche e anaerobiche con diverse temperature di crescita e requisiti di crescita ottimali (Sadiq et al., 2016; Doll et al., 2017). La maggior parte dei produttori di spore mesofili, compresi molti Bacillus spp. e Brevibacillus spp., crescono meglio a temperature tra i 30 °C e i 40 °C (e occasionalmente fino a 46 °C) (Willey et al., 2008). Quando le spore di tali organismi sono vitali e germinano, ciò può portare a deterioramento quando i prodotti lattiero-caseari vengono conservati a temperature ambiente in tutta la catena di distribuzione, specialmente durante i mesi caldi o in località geografiche con climi relativamente caldi. I batteri produttori di spore in grado di crescere a temperature elevate possono essere suddivisi in termofili facoltativi e termofili obbligati; specie termofile obbligate, come Anoxybacillus spp. e Geobacillus spp., richiedono temperature minime di circa 45 °C per la crescita (con temperature ottimali tra 55 e 65 °C), mentre i termofili facoltativi (come B. subtilis, B. licheniformis e B. pumilus) possono crescere a condizioni ambientali e ad alte temperature (generalmente in un intervallo da 10 a 60 °C; Burgess et al., 2014). Il deterioramento dei prodotti lattiero-caseari a bassa acidità causati da produttori di spore termofili obbligati avviene solo a temperature di stoccaggio elevate (sopra i 45 °C, ad esempio nei climi tropicali) ed è generalmente caratterizzato da deterioramento “flat-sour” (Kalogridou-Vassiliadou 1992).

La temperatura di crescita ottimale delle specie spesso si correla con la resistenza termica delle loro spore (den Besten et al. 2018), ma non sempre (Sadiq et al., 2016). Le specie termofile, come Geobacillus spp., sono note per la produzione di spore altamente resistenti al calore, che in genere sopravvivono a trattamenti termici più intensi rispetto alle spore di specie mesofile. Occasionalmente, spore di mesofili o termofili facoltativi hanno resistenze termiche più elevate rispetto alle spore di termofili obbligati (den Besten et al., 2018).

Il latte in polvere può contenere concentrazioni molto più elevate (superando i livelli di 103 spore/g) di spore con resistenza ad elevato calore rispetto al latte crudo (Kent et al., 2016). L’applicazione dei trattamenti termici necessari per la riduzione di queste spore avrà un impatto significativo sulla qualità del prodotto finito (ad esempio gusto, colore o valore nutrizionale). Gli ingredienti usati per produrre alimenti trattati con UHT o sterilizzati hanno generalmente specifiche per la concentrazione di spore resistenti al calore che sopravvivono a trattamenti termici di 30 minuti a 100 °C o a 106 °C, anche se non è sempre chiaro quali livelli portano a problemi nel prodotti.

Attualmente, vengono utilizzati metodi diversi per enumerare le spore resistenti al calore nei prodotti in polvere, generalmente costituite da un trattamento termico seguito da piastramento su terreni di coltura che consente la germinazione delle spore e la successiva crescita. È importante sottolineare che i risultati ottenuti con un metodo non possono essere direttamente confrontati con i risultati ottenuti con un altro metodo, specialmente se si utilizzano trattamenti termici e mezzi diversi (Kent et al., 2016 Wells-Bennik et al., 2018).

Un metodo pubblicato da ISO (2009) per l’enumerazione di spore altamente termoresistenti di batteri termofili nel latte in polvere richiede il riscaldamento del latte ricostituito in polvere a 106 °C per 30 minuti, successiva piastramento utilizzando il “plate count milk agar” (PCMA, piastra BCP con agar latte scremato con amido della frazione di massa 0,2%) e incubazione a 55 °C. Tuttavia, per analisi di routine si preferisce l’uso di un trattamento termico a 100 °C rispetto al trattamento termico a 106 °C. Ciò è dovuto principalmente a strutture limitate negli stabilimenti che consentono il riscaldamento a temperature superiori a 100 °C. Inoltre, la riproducibilità dei trattamenti termici a temperature superiori a 100 °C può essere motivo di preoccupazione. In pratica, per valutare le concentrazioni di spore nelle polveri sono stati utilizzati diversi trattamenti termici e un’ampia gamma di terreni di coltura, per i quali sono state elaborate specifiche per evitare rischi di deterioramento dei prodotti finiti (McHugh et al., 2017). Se i terreni selezionati non supportano sufficientemente la germinazione e/o la crescita delle specie di spore presenti, ciò può portare a grave sottostima delle concentrazioni di spore (Berendsen et al., 2015a; Wells-Bennik et al., 2018). Nel complesso, vi è una forte necessità di un accordo globale sull’applicazione pratica del metodo di enumerazione con le migliori prestazioni per le spore resistenti al calore (Kent et al., 2016), comprese le spore presenti nel latte in polvere. Questo metodo dovrebbe consentire un’interpretazione affidabile delle concentrazioni di spore nelle polveri in relazione al rischio di deterioramento dei prodotti finiti.

In questo studio, è stata studiata l’efficienza della germinazione e della crescita delle spore di 38 ceppi che sono stati isolati da prodotti lattiero-caseari, ingredienti e ambienti dell’allevamento. Successivamente, è stato raccolto latte in polvere proveniente da varie località geografiche per confrontare le prestazioni di ISO/TS 27265:2009 con un metodo pratico consistente nel riscaldamento per 30 minuti a 100 °C e piastramento su TSA. Il latte in polvere è stato inoltre ricostituito in acqua e sottoposto a trattamento UHT, seguita dalla valutazione del deterioramento del latte dopo conservazione a 37 ° C e 55 ° C, per collegare i risultati analitici alla prevedibilità del deterioramento del prodotto UHT. I risultati di questo studio aiutano a definire un metodo standard pratico per l’enumerazione di spore altamente resistenti al calore e forniscono maggiori approfondimenti nell’interpretazione dei risultati analitici per la valutazione del rischio di deterioramento.

 

 

Spores in dairy – new insights in detection, enumeration and risk assessment

Robyn T Eijlander, Rina van Hekezen, Annie Bienvenue, Victoria Girard, Erik Hoornstra, Nicholas B Johnson, Rolf Meyer, Arjen Wagendorp, Donald C Walker ,Marjon H J Wells‐Bennik.

First published: 14 March 2019 doi.org/10.1111/1471-0307.12586

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