Università degli Studi di PisaFacoltà di ScIenze Matematiche, Fisiche e Naturali

CORSI DI LAUREA CLASSE 12CORSO OPZIONALE DI IGIENE DEGLI ALIMENTI (5 CFU)

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.

QUALITA’ DEGLI ALIMENTI

QUALITA’ TOTALE

Assenza di sostanze chimiche indesiderabili Qualità igienica

Qualità sanitaria

Qualità nutrizionali

Qualità organolettiche

Qualità tecnologiche

LA ROSA DELLA QUALITA’

CONDIZIONI DI INSALUBRITA’ DEGLI ALIMENTI

1. 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.

MODIFICAZIONI DEGLI ALIMENTI E LORO EFFETTI

• 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.

C

A

U

S

E

EFFETTI

Classificazione delle malattietrasmesse con gli alimenti

Avvelenamenti

Avvelenamenti da prodotti

chimici

Intossicazioni

Vegetali velenosi

Animali velenosi

Intossicazionimicrobiche

Tossine algali MicotossineTossine

batteriche

Enterotossine Neurotossine Sostanze interferenti conil metabolismo

glicidico

Infezioni

Enterotossigene Invasive

Sporulazione Crescita

e lisi

Mucosa intestinale Sistemiche Altri

tessuti

Apparatomuscolare

Fegato

PERICOLI LEGATI ALL’APPROVVIGIONAMENTO ALIMENTARE

Malattie derivate da alimenti

Allergie

AllergeniIntossicazioni

Infezioni

Piante o animali naturali

OGM

Microrganismi

Sostanze chimiche tossiche

XenobioticheAdditivi

Tossine Batteriche

Tossine algali

MicotossineSistemiche

Mucosa intestinale

InvasiveTossinfezioni

EnterotossineNeurotossine

ALIMENTIALIMENTI

UOMO MALATO UOMO MALATO o PORTATOREo PORTATORE

S. aureus, S typhi, S. aureus, S typhi, Shigella, C. perfringens,Shigella, C. perfringens,

V. cholerae, E. coliV. cholerae, E. coli VirusVirus

AmbienteAmbienteC. botulinum, C. botulinum, C. perfringens,C. perfringens,

B. cereusB. cereus

ANIMALE MALATOANIMALE MALATO o PORTATOREo PORTATORE

Salmonelle, Salmonelle, CampylobacterCampylobacter

Brucelle, Brucelle, Virus, ParassitiVirus, Parassiti

AMBIENTEAMBIENTEacqua, aria, suolo, acqua, aria, suolo, utensili, superfici,utensili, superfici,

contenitoricontenitori

man

ipol

azio

ne

mat

erie

pri

me

COME SI CONTAMINANO GLI ALIMENTI?

1. ALL’ORIGINE

2. DURANTE L’IMMAGAZZINAMENTO: Depositi non idonei Scarsa pulizia delle celle frigo con promiscuità degli alimenti Temperature inadeguate

3. DURANTE LA MANIPOLAZIONE: Inosservanza delle norme igieniche personali Attrezzature e superfici di lavoro contaminate Tempi e temperature di cottura inadeguati Promiscuità cotto/crudo, sporco/pulito

4. 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.

ORIGINE DEI BATTERI CAUSA DI MALATTIE ALIMENTARI

Ambiente Animali Uomo

Aeromonas X

B. cereus X

Cl. botulinum X X

Cl. perfringens X X X

S. typhi X

S. non typhi X X

Stafilococci X X

L. monocitogenes X X

E. coli X X

Y. enterocolitica X X

C. jejuni X

Shigella X

Vibrio X

PATOGENI ASPETTATI SU CIBO CRUDO(per grammo di cibo)

Microrganismi Carne e pollame

Pesci e molluschi

Frutta e verdura

Salmonella spp., Vibrio, Hepatitis A, Shigella

spp., E. coli

10 10 10

L. monocitogenes, Campylobacter jejuni

1000 - -

Clostridium botulinum 0.01 0.01 0.01

Clostridium perfringens 100 10 -

Bacillus cereus 100 - 100

Mold toxins - - -

Chemicals and poisons - - -

PERCHE’ AUMENTO

?

Metodiche analitiche più

affidabili e veloci

Nuovi patogeniPatogeni emergenti

Antibiotico-resistenzaRegimi dietetici

Variazioni genetiche

Migliore individuazione degli episodi

epidemici (sistemi di sorveglianza)

Aumentata mobilità di cibi e

persone

Allevamenti intesivi

Aumentata popolazione suscettibile

Anziani sopra i 65 anniSoggetti

immunocompromessi (AIDS, tumori)

Minore immunizzazione naturale

Cambiamenti nelle abitudini alimentari

Maggior consumo di cibi freschi e refrigerati

Maggior richiesta di cibi a basso contenuto di zuccheri o grassi

Minore concorrenza vitale per eccessiva

sanificazione

EPISODI E CASI DI MALATTIE VEICOLATE DA ALIMENTISEGNALATI DAI SISTEMI DI SORVEGLIANZA DI VARI PAESI:

STATI UNITI (83 – 87), CANADA (83 – 87), CUBA (84 – 88),GIAPPONE ’90, AUSTRALIA (77 – 84), FRANCIA ’91.

AGENTE EZIOLOGICO

N° EPISODI (%)

Batterici 2998 (31.14)

Parassitologici 37 (0.38)

Virali 53 (0.55)

Chimici 351 (3.64)

Causa sconosciuta 6186 (64.27)

EPISODI

31,1%

0,4%

0,6%

3,6%

64,3%

Batterica Parassitol. Virale Chimica Causa sconosciuta

Figura 1: Curva di crescita microbica

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)

AwValori medi approssimativi di Aw per alcuni alimenti

Frutta e verdura

Uova

Carni 0.95 – 0-97

Formaggi freschi

Pane fresco

Formaggi 0.87 – 0.93

Salumi stagionati

Marmellate 0.82 – 0.93

Legumi secchi

Latte concentrato zuccherato 0.80 – 0.87

Farina, Riso

Frutta secca 0.72

Uova in polvere 0.40

Biscotti 0.30

Latte in polvere 0.20

Valori minimi approssimativi di Aw per la crescita dei microrganismi

Batteri

Lieviti

Muffe

Batteri alofili

Muffe xerofile

Lieviti osmofili

0.91

0.88

0.80

0.75

0.65

0.60

Xerofilo: capace di vivere a basse Aw e ad alte concentrazioni salineAlofilo: capace di vivere ad alte concentrazioni salineOsmofilo: capace di vivere ad alte concentrazioni di zuccheri

Valori minimi e massimi di pH per lo sviluppo dei microrganismi

Microrganismi

(esempi)

Minimo pH Massimo pH

Acidoresistenza

Micrococcus sp.

Pseudomonas aeruginosa

Bacillus stearothermophilus

5,6

5,6

5,2

8,1

8,0

9,2

Bassa acidoresistenza pH min > 5,0

Clostridium botulinum Tipo E

Clostridium sporogens

Bacillus cereus

Vibrio Parahaemolyticus

Clostridium botulinum Tipo A,B

Stafilococcus aureus

Salmonelle

Escherichia coli

Proteus vulgaris

Streptococcus lactis

Becielus cereus

5,0-5,2

5,0

4,9

4,8

4,5

4,0

4,0-4,5

4,4

4,4

4,3-4,8

4,3-4,9

9,0

9,3

11,0

8,5

9,8

8-9,6

9,0

9,2

9,2

Media acidoresistenza

pH min 5,0-4,0

Batteri lattici

Lactobacillus spp.

Batteri acetici

Acetobacter acidophlus

Lieviti

Saccharomuces cerevisiae

Funghi

Penicillium italicum

Aspergillus oryzae

3,8-4,4

2,6

2,3

1,9

1,6

7,2

4,3

8,6

9,3

9,3

Forte acidoresistenza

pH min 4,0

INFLUENZA SINERGICA DI PH ED AWSULLA CINETICA DI SVILUPPO DI S. AUREUS

pH Aw Fase LAG Tempo di generazion

e

5.2 0.99 5.5 ore 30’

0.97 6 ore 40’

0.95 17 ore 75’

CATEGORIE DI ALIMENTIIn relazione a Aw pH e Temperatura di conservazione

Categoria pH Aw Temperatura °C

Altamente deteriorabile

>5.2 >0.95 <5

Deteriorabile 5.2 - 5 - <10

Deteriorabile - 0.95-0.90 <10

Stabile <5.2 <0.95 T.A

Stabile <5 - T.A.

Stabile - >0.90 T.A

POTENZIALE DI OSSIDO-RIDUZIONEEh

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).

Eh (mV) MICRORGANISMI

+100 + 500 Aerobi obbligati

+200 -200 Anaerobi facoltativi

-300 + 125 Anaerobi obbligati

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.

PROCEDIMENTI DI CONSERVAZIONE DELI ALIMENTI

CONSERVAZIONE

Procedimenti chimici

Procedimenti fisici

Procedimenti biologici

Atmosferagassosa

Abbassamentodel valore aw

Riscaldamento,raffreddamento

irradiazione

Aggiunta diConservantiSalamoiaaffumicatura

Sottrazione di acqua:EssiccamentoAffumicaturaCongelamentoSalaturaAggiunta di zuccherosalamoia

PastorizzazioneCotturaSterilizzazioneCongelamentorefrigerazione

Radiazioni UV β e γ

Gas protettivo (CO2, N2)Confezionamento sotto vuoto

Fermentazione lattica

METODI DI CONSERVAZIONE E DI BONIFICA

CALORE

FREDDO

ACIDIFICAZIONE

ESSICCAMENTO

ATMOSFERE MODIFICATE

AGGIUNTA DI STARTER

AGGIUNTA DI SOSTANZE CHIMICHE

CALORE

Utilizzato per:

1. Conservare alimenti a temperature alle quali non crescono i batteri2. 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 alimentiRefrigerazione + 0,5 + 10°CCongelamento –18°C• Rapido: raggiungimento di –18°C all’interno dell’alimento in meno

di 4 ore• lento

Relazione tra carica microbica in psicrofili dopo pasteurizzazione e vita conservativa del latte conservato a 6°C

Carica in psicrofili Vita conservativa in giorni*

1/100 ml >10

1,1/ml 8-10

0,84/ml 6-8

13,8/ml 5-6

80,2/ml <5

* Tempo richiesto per raggiungere una carica in psicrofili di 107.5/ml

Ricerca fosfatasi

- processo di pasteurizzazione idoneo

+ ricerca indicatori di processo

- Sottopasteurizzazione(ricercare le cause)

+ contaminazione post processo(ricercare il momento in cui si è verificato)

Schema di verifica del processo di pasteurizzazione del latte

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 a bassa o media Temperatura (65°C o 85°C)

Raffreddamento rapido(a 10°C in meno di 2 ore)

Conservazione a 0-3°C

Utilizzazione

allo stato refrigerato

Cottura tradizionale

Raffreddamento rapido

Confezionamento sotto vuoto

Riscaldamento tradizionaledopo sconfezionamentoRiscaldamento

nell’imballaggio

Effetto CO2:

1. Allungamento fase latenza (lag)

2. Aumento tempo di duplicazione (tanto > quanto bassa T)

3. Massimo effetto su G- (> responsabili di alterazione per alimenti conservati al freddo)

Non esiste una quantità di CO2 o di miscela di gas utilizzabile per tutti gli alimenti

Per ogni alimento va studiata la quantità ottimale che oltre a svolgere la maggiore azione antimicrobica deve essere in grado di mantenere i caratteri organolettici del prodotto

Concentrazioni maggiormente impiegate oscillano dal 5 al 60% a seconda del prodotto (15-40% per le carni rosse, 5-25% per i volatili)

L’utilizzo di atmosfera modificata o sotto vuoto inibisce sviluppo flora alterante però può essere del tutto inattivo, se non favorevole, sui microrganismi patogeni

In generale affinchè si possano attenere buoni risultati è necessario:

1. Effettuare indagini preliminari per valutare il comportamento dei vari patogeni in funzione dell’alimento

2.I prodotti devono presentare cariche microbiche modeste

3. La temperatura di conservazione deve essere mantenuta al di sotto dei 4°C (2°C per i prodotti ittici). Queste temperature aumentano la solubilità di CO2 e ne potenziano l’effetto inibente

IRRADIAZIONE

1.Radiazioni ultraviolette

Attive sia su cellule vegetative che sulle spore

I microrganismi sono uccisi a seguito dell’incremento della dose somministrata (milliwatt o microwatt per secondo per cm2)

Resistenze: batteri<lieviti<spore batteriche<spore fungine

Bassa penetrazione (sanificazione aria, acqua e superfici)

2. Radiazioni ionizzanti (raggi γ)

Notevole potere di penetrazione

Vantaggi rispetto trattamento con alta temperatura in quanto i prodotti trattati non si denaturano

A dosi elevate influiscono sulle caratteristiche organolettiche

Cl. botulinum è il patogeno più resistente alle radiazioni

Tecnica poco diffusa anche per rischi tossici

RIDUZIONE DELL’AW

1. Essiccazione

•I prodotti essiccati offrono massima sicurezza microbiologica, ma subiscono depauperamento nutrizionale di proteine e vitamine

2. Liofilizzazione

•Metodo di essiccazione completa

•Si preparano alimenti con minimo ingombro, con tempi di conservazione lunghi e facili da consumare

3. Affumicatura

•Potenzia la stabilità dei prodotti essiccati

•Nel fumo presenti sostanze batteriostatiche e battericide (formaldeide)

4. Salagione

•Alta concentrazione di sale ha attività microbicida (concentrazioni tra 5 e 10% di NaCl)

•Staphilococcus spp sopravvive a conc. > 15%

•L. monocytogenes sopravvive a conc. 20-30% di sale per 10 g a 22°C

VARIAZIONE DEL pH

Ambiente acido favorisce la conservazione mediante:

• Aggiunta diretta di acidi organici come ad esempio acido acetico a prodotti ittici ed ai sottaceti, lacido citrico alle conserve di pomodoro

• Per produzione dell’acido lattico da fermentazione lattica nei formaggi, ecc.; dell’etanolo da fermentazione alcolica; dell’acido acetico

ADDIZIONE DI COMPOSTI ANTIMICROTICI

Aggiunta diretta di conservanti chimici:

•SO2 (fermentazione vini)

•Nitrito (salatura carne)

•Acido benzoico, SO2 o acido sorbico (succhi di frutta, vino, ecc.)

Questi conservanti sono acidi deboli ed esercitano un’azione antimicrobica solo nella forma indissociata (pH <5)

Fattori ritenuti implicati in 1152 episodi di tossinfezioni alimentari (Scozia 1980-85)

Fattori implicati % (*)

- Inadeguata refrigerazione 46

- Intervallo di 1 o più giorni fra preparazione e consumo

21

+ portatori 20

= inadeguata cottura 16

- insufficiente conservazione al caldo

16

= insufficiente conservazione al freddo

12

+ ingestione di alimenti crudi contaminati

11

+ contaminazione crociata 7

+ inadeguata pulizia delle attrezzature

7

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

PREVENZIONE

Controllo materie prime.Separazione cibi freschi e cibi cotti.

Manipolazione igienicamente corretta.Pulizia accurata di ambienti e attrezzature.

TEMPO: preparare e servire rapidamente.Refrigerare immediatamenteConservare per breve tempo

TEMPERATURA: scongelamento o congelamentirapidi.

Cottura completaMantenimento catena del freddo

Mantenimento elevate temperature.

CONTAMINAZIONE Infezioni

CONSERVAZIONE Tossinfezioni

POSSIBILI VALORI PER VALUTARE LA QUALITA’ MICROBIOLOGICA DI ALIMENTI

ufc/gr Prodotti

Freschi Cotti

<1.000 Ottima

<10.000 Ottima Buona

<100.000 Buona Discreta

<500.000 Discreta Scadente

<5.000.000 Scadente Cattiva

>5.000.000 Cattiva

Livelli microbiologici tali da garantire un prodotto finito di buona qualità potrebbero essere:

Carica microbica totale 104 ufc/g o mlColiformi fecali 102 ufc/g o mlStafilococchi coagulasi positivi 102 ufc/g o ml

Dati sui patogeni necessari per il controllo del rischio biologico

MorfologiaHabitatTolleranza O2Dose infettanteProduzione ditossineParametri di sviluppoResistenza termicaResistenza ai disinfettantiAlimenti epidemiologicamente associatiFrequenza di malattia

Fattori favorevoli alle tossinfezioni alimentari da Salmonelle

• allevamenti intensivi e scarsa igiene dei locali• uso di mangimi a base di farine animali spesso contaminate• alimentazione insufficiente dell’animale• crescente importazione di carni e bestiame (introduzione di nuovi sierotipi, es: di S. enteritidis PT4 dalla Gran Bretagna attraverso le uova)• maggiore consumo di carni• abitudine a consumare pasti in mense collettive

Salmonellosi di origine alimentare

alta incidenza, anche se i casi sono sottostimati sorgente e serbatoio animali da allevamento (suini, pollame, bovini) animali da compagnia (cani, gatti) animali selvatici (volatili, roditori, insetti, animali a sangue freddo, ecc.)

Negli animali la salmonellosi (paratifo) si manifesta in quattro forme: setticemia enterite acuta enterite cronica stato di portatore subclinico

trasmissione oro-fecale: diretta tramite malato o portatore (animale-uomo, uomo-uomo) indiretta tramite vettori (mosche) o veicoli (contaminazione ambientale catena alimentare)

trasmissione verticale (trasmissione della S. enteritidis dalla gallina attraverso l’uovo fino al pulcino)

contaminazione degli alimenti: primaria o all’origine (carne di animali malati o portatori, uova, frutti di mare) secondaria o per manipolazione

alimenti incriminati: carni (suine e pollame: l’eviscerazione è la fase a maggior rischio), uova e loro derivati, verdure crude e frutti di mare contaminati all’origine o durante una delle fasi di preparazione

dose infettante elevata, carica batterica superiore a 100.000 (aumento della carica per errata conservazione dell’alimento), in relazione al sierotipo, all’ospite ed al tipo di esposizione

Le Salmonelle

• Famiglia enterobacteriacee, genere Salmonella• Specie S. enterica• 6 sottospecie, oltre 2250 sierotipi• Raggruppate in base al tipo d’ospite in 3 gruppi

1. Sierotipi altamente adattati all’uomo:S. typhiS.paratyphiS.sendai

2. Sierotipi altamente adattati a ospiti animali specifici (non uomo)

S.Abortus equi (equini)S. Typhi suis (suini)S.pullorum-gallinarum (pollame)

3. Sierotipi ad ampio spettrod’ospite (uomo o animali): comprendelamaggior parte dei sierotipi noti; quelli di più frequente isolamento in Italia sono:

S. typhimuriumS. enteritidisS. derbyS. infantisS. anatumS. panamaS. brandenburgS. london

Salmonelle ospite-specifiche per l’uomo. Sono in grado di provocare sempre forme morbose molto gravi, anche a dosaggi molto bassi, ben differenziabili dalle classiche tossinfezioni. Rientrano in questo gruppo S. typhi, S. paratyphi A, B e C; il loro isolamento da prodotti alimentari è sempre conseguenza di una contaminazione da parte dell’uomo.

Salmonelle ad ampio spettro. Vi rientrano i sierotipi che più frequentemente provocano fenomeni tossinfettivi; sono in grado di provocare la malattia a dosaggi relativamente elevati (in genere 105 – 107) in funzione della virulenza del sierotipo ed a volte addirittura del ceppo. Rientrano in questo gruppo S. typhimurium, enteritidis, newport, heidelberg, infantis, saintpaul, agone, panama, stanley, ecc.;

Salmonelle animali. Per provocare una forma morbosa devono essere ingerite in quantità superiori, in genere oltre 109. Sono cioè considerati sierotipi poco patogeni e molti di essi non sono mai stati isolati in casi di malattia nell’uomo. Rientrano in questo gruppo S. parkistan, S. pollorum, S. gallinarum, ecc.

Patogenesi

In base alle manifestazioni cliniche si distinguono tre tipi di salmonellosi:

1 Febbre enterica (Salmonellosi maggiori): febbre tifoide o tifo addominale (S, typhi) e febbre paratifoide (S. paratyphi A, B, C) (trasmissione oro-recate).

2. Infezioni extraintestinali (successive a batteriemia).

3, Gastroenterite acuta (Salmonellosi minori: tossinfezioni alimentari)

•Periodo di incubazione 8-72 h •Processo enterico acuto, con insorgenza brusca a causa dell'alta carica batterica introdotta con l'alimento. L'infezione è caratterizzata dall'infiltrazione della lamina propria della mucosa intestinale da parte dei polimorfonucleati •La sintomatologia è caratterizzata da diarrea, vomito, dolori addominali e febbre anche elevata; seguono disidratazione, prostrazione, anoressia e cefalea •Complicanze: la disseminazione ad altri organi è in funzione della virulenza del microrganismo (es: S. choleraesuis e dublin: meningite, osteomieliti, ecc.) e della suscettibilità dell'individuo (età estreme o individui immunocompromessi). •Emocoltura: raramente positive, l'isolamento avviene dalle feci, vomito o alimenti contaminati. •.Secrezione fluidi responsabili della diarrea: è stata ipotizzata la produzione di una tossina che attiva l'adenilato ciclasi (come per la tossina colerica). •Guarigione: tendono a risolversi spontaneamente entro 5 gg dall'esordio; il trattamento antibiotico non viene generalmente somministrato in quanto prolunga il periodo di escrezione del microrganismo (aumenta l'incidenza di portatori), e favorisce l'antibiotico-resistenza.

PRINCIPALI CARATTERISTICHE DI ACCRESCIMENTO DELLA SALMONELLA

Fattore Intervallo di accrescimento

Valore ottimale

Temperatura (°C) 5 - 47

(2 - 46)

35 - 37

Aw* 0.93 – 0.999 0.995

pH* 3.8 – 9.0 6.5 – 7.5

* I valori minimi di sviluppo dipendono dal substrato alimentare, dalle condizioni di aerazione, dalla concentrazione cellulare e, in particolare per l’aw dal tipo di soluto e, per il pH, dal tipo di acido

ALCUNI VALORI DI TERMORESISTENZA DI SALMONELLA SPP.

Tempo di riduzione decimale a 60°C (minuti)

Z

(°C)

Salmonella spp

Uova

0.27 – 2.2 4 – 4.5

S. Senftenberg

Uova

Latte

Pollo

Zuppa piselli

9.5

6

9.6

10.6

5.6

10.4

11.8

10.2

S. Senftenberg

Aw = 0.998

= 0.90

5.7

75.2

-

-

S. Typhimurium

Cioccolato al latte 2688 19.3

S. Senftenberg

Cioccolato al latte 1537 18.4

DOSI INFETTANTI (D.I) NELLE SALMONELLOSI ALIMENTARI

DOSI INFETTANTI “CLASSICHE”

> 100.000 UFC

DOSI INFETTANTI RIDOTTE

< 1000 UFC

S. typhimurium D.I. = 100.000 S. typhimurium

D.I. (gelato) = 65 – 1000

D.I. (cheddar) = 1 - 6

S. Napoli

D.I. = 50

D.I. (cioccolato) = 1.6

S. enteritidis D.I. = 5.107

S. snatum

S. Meleagridis D.I. = 109 - 1010

S. gallinarum pollorum

S. kedougou – S. bredonei

D.I. (preparato per alimentazione enterale) = 1

SALMONELLOSI ALIMENTARI

NUOVI SIEROTIPI

S. enteritidis Uova e derivati 1983S. goldcoast Patè di carne 1984S. bovismorbificans Insaccati 1987

NUOVI ALIMENTI VEICOLI

1978 Latte pastorizzato S. typhimuriumUSA

1979 Lattte in polvere S. typhimuriumUSA

S. agona1985 Latte in polvere per neonati S. ealing GB

Fattori che influenzano la dose infettante di Salmonella

Microrganismo

• Specificità d’ospite• Fattori di virulenza

Ospite

• Età• Stato immunitario• Patologie ematologiche• Ipocloridria

Esposizione

• Porta di ingresso• Attività tampone degli alimenti• Piccoli volumi

Prevenzione

Due obiettivi:

1. Impedire o quantomeno ridurre l’impianto di infezioni negli animali

• Uso di mangimi e loro ingredienti termicamente bonificati

• Loro protezione dagli escrementi di animali stabulati, o altri animali (insetti, roditori)

• Rispetto di adeguate norme igieniche negli ambienti di stabulazione

• Vigilanza sanitaria sulla macellazione

• Controllo dei capi di importazione

2. Evitare il loro passaggio dagli alimenti all’uomo

• Cuocere bene i cibi

• Raffreddare rapidamente gli alimenti (sia crudi che cotti)

• Evitare contaminazioni crociate tra alimenti crudi e cotti

• Lavarsi le mani dopo aver toccato la carne cruda

STAFILOCOCCO AUREUS

Famiglia micrococcacee • 23 specie di StafIlococchi • Cocchi Gram +, disposti ad ammassi• Immobili • Aerobi o anaerobi facoltativi • Catalasi + • 40-50% So aureus enterotossici• Cinque enterotossine (A,B,C,D.,E)

PATOGENESI

Sintomatologia:

periodo di incubazione breve (1-4 ore) l'enterotossina raggiunge il SNC, dove agisce sul centro

del vomito nausea intensa, aumentata salivazione, vomito dolori addominali, diarrea manca la febbre decorso breve e prognosi favorevole (1-2 gg)

Patogenesi:

dovuta ad un'esotossina (80% sierotipo A, seguito dai sierotipi D, C, B) alcuni ceppi ne producono 2 o 3 tipi

gene cromosomico, tranne la B che sembra essere plasmidico

altre specie sensibili: gatto e la rana possibile produzione in vivo di tossina

ALCUNI FATTORI DI CRESCITA E DI TOSSINOGENESI DI S. AUREUS

Fattore Crescita Produzione di enterotossine

Temperatura 6-46°C 10-45°C

Temperatura ottimale

37°C 40°C

pH 4-9.8 5-8

pH ottimale 6-7 6.5-7 (stabile)

NaCl 0-20% 0-10%

NaCl ottimale 0% 0%

Aw 0.83->0.99 0.86->0.99

Aw ottimale >0.99 >0.99

UomoFerite non cicatrizzateNaso/cavo orofaringeo

Capelli, feci

Attrezzi stoviglie

Infezione da microgocce(starnuto, tosse)

alimentiRiproduzione

(>105/g con formazionedi tossine

Mani

Uomo

EPIDEMIOLOGIA: La sorgente è l’uomo portatore che alberga il germe sulla cute, sui capelli e sulle mucose del cavo nasale e orofaringeo, con una frequenza del 30 – 40%. Altra fonte può essere l’uomo affetto da rinofaringiti o ascessi cutanei. Anche animali, come un bovino affetto da mastite, possono essere una fonte importante. Si ha anche una vasta diffusione ambientale, nel suolo, nell’acqua, nell’aria.

Perché si abbia tossinfezione è necessario:• che l’alimento contaminato sia favorevole alla moltiplicazione del germe ed alla produzione di tossina: ricco di proteine, pH vicino alla neutralità, privo di flora inibitrice. Quindi sono più incriminati alimenti contaminati dopo la cottura (carni, pesci, fette di salumi, pasticceria alla crema, gelateria), prodotti a ridotto contenuto d’acqua (insaccati, pesce secco o affumicato, latte in polvere), formaggi freschi, ecc.• che la temperatura e tempo di conservazione abbiano consentito la crescita fino ad una carica molto elevata (oltre un milione di germi). Se l’alimento è cotto dopo la contaminazione gli stafilococchi possono essere distrutti, ma esserci ancora la tossina che è termostabile.• che la dose di tossina ingerita sia sufficiente (a partire da 100 mg).

EPIDEMIOLOGIA STAFILOCCOCO AUREUS

• Ampiamente diffuso nell’ambiente • E’ la tossinfezione più diffusa nel nostro Paese, nei mesi caldi• Sorgente: l’uomo malato o portatore che alberga il microrganismo allo stato saprofitico su mucose (20% portatori nasali) o cute (processo piodermitico); animali (mastite delle bovine da latte). Non tutti i ceppi sono enterotossici (40-50%)• Alimenti incriminati: dolci e gelati alla crema, latticini, carni (ripieni con carne tritata, sughi di carne, polpettoni se conservati su piastre calde)• Condizioni favorevoli indispensabili allo sviluppo microbico: alimenti ricchi di proteine, pH neutro, temperatura di 37 – 40°C, Aw < 0.99, assenza di flora inibitrice, tempo sufficiente a raggiungere un’adeguata dose di tossina• La cottura dell’alimento non inattiva la tossina (neppure a 100°C per ½ h)• Non si ha l’alterazione dei caratteri organolettici degli alimenti

PREVENZIONE

• Controllo del personale addetto alla produzione e preparazione di alimenti, allontanamento di coloro che sono affetti da piodermiti e da lesioni ed escoriazioni delle mani• Educazione sanitaria del personale: rispetto delle più scrupolose norme igieniche• Mantenimento della catena del freddo• Uso di latte sterilizzato o pastorizzato per la preparazione di gelati e dolci alla crema

LISTERIA MONOCYTOGENES - EPIDEMIOLOGIA

Listeria monocytogenes è ubiquitaria: suolo, acque, piante, numerose specie di uccelli e mammiferi, compreso l’uomo. E’ una zoonosi, il serbatoio sono mammiferi di diversa specie (animali domestici più colpiti sono bovini e ovini); alcuni animali possono essere portatori sani (latte) Vie di eliminazione: sangue, feci, latte Trasmissione diretta: veterinari, fattori Trasmissione indiretta (tossinfezione alimentare): carne, latte (mastite nella mucca da latte) (Massachussets, 1983, 50 casi per consumo di latte pastorizzato, sierotipo 4b), formaggi a pasta molle (California, 1984, 60 morti),vegetali contaminati da concime animale (canada, 1981, 41 morti per consumo di cavoli crudi)

Nicchie di listeria nell’ambiente industriale

Pavimenti e pozzetti di scarico Attrezzature complesse

Nastri di trasporto Condensa di vapore

aerosol

Principi attivi nella disinfezione

1. Cellule libere, senza sostanza organicaQAC 100PPM Cl 100 PPM I 25 PPM

2. Cellule libere, con sostanza organicaQAC 300PPM Cl 250 PPM I 70 PPM

3. Cellule adese, in sostanza organica (biofilm)QAC 1500 PPM(?) Cl 700 PPM (?)

Recenti acquisizioni della tecnologia di laboratorio

1. Pre-arricchimento in acqua peptonata tamponata2. Brodo EB incubato a 7 giorni vs 2 giorni

* ulteriore positività del 4% dei campioni* negativizzazione del 18% dei campioni

3. Brodo LEB (2 gg) = Brodo Eb 7 giorni* potere tampone* arricchimento a due stadi

4. Brodo Fraser (differenzialità)* falsi negativi 0%* falsi positivi 30 – 60%

5. Agars selettivi e differenziali* agar Oxford * agar Oxford Modificato* agar PALCAM

6. Sonde genetiche* genere – specifiche (fredde)* specie - specifiche (calde)* amplificazione PCR

MISURE PROFILATTICHE

separazione materie prime / produzione gestione scarichi manutenzione immobile manutenzione attrezzature semplificazione attrezzature eliminazione materiali difficilmente sanificabili prevenzione aerosol corretto utilizzo sistemi ventilazione sensibilizzazione personale razionalizzazione / intensificazione dei programmi di Sanificazione

PREVENZIONE

Non esiste un vaccino Controllo delle gestanti: alle donne in gravidanza si consiglia di lavare e cuocere le verdure prima di consumarle. Si raccomanda di lavare una seconda volta i prodotti conservati in frigorifero In Svizzera l’Ufficio Federale di Sanità Pubblica consiglia di non consumare la crosta di formaggi a pasta molle, dove è stata riscontrata nel 7% dei casi la presenza di Listeria Monocytogenes Controllo microbiologico degli alimenti: in Francia è stato stabilito un limite della carica microbica nei prodotti latteo-caseari destinati all’esportazione: assenza della Listeria Monocytogenes in 25 grammi Misure profilattiche nella produzione alimentare

Escherichia coli

Famiglia Enterobacteriaceae, Gram -

E. coli è stato isolato per la prima volta da Escerich (1885)

come normale componente della flora intestinale degli animali a sangue caldo

Per differenze sierologiche, epidemiologiche e patologiche si distinguono 4 gruppi:

1. E.coli enteropatogeni (EPEC)2. E.coli enteroinvasivi (EIEC)3. E.coli enterotossigeni (ETEC)4. E.coli enteroemorragici (EHEC) o E.coli O157:H7

Il 4-10 % sono portatori sani di ceppi enteropatogeni

E.coli enteropatogeni (EPEC)

Sono causa della gastroenterite infantile o diarrea estiva dei bambini. La malattia si osserva infatti prevalentemente nei bambini ospedalizzati e nelle nurserie anche se, più raramente, può osservarsi nei soggetti adulti. Alimenti incriminati: acqua (soprattutto per gli adulti). Malattia: la sintomatologia compare entro 16-72 ore dall'ingestione del pasto contaminato, ed è caratterizzata da diarrea, febbre, vomito, crampi addominali, brividi di freddo. I ceppi più frequentemente coinvolti in questa forma morbosa sono 018, 026, 044, 055, 086, 0111, 0119, 0125, 0126. Questi ceppi non sono in grado di produrre né fattori di inavasività né enterotossine.

E.coli enteroinvasivi (EIEC)

Provocano diarrea sia negli adulti che nei bambini, sono ristretti ad un piccolo numero di sierogruppi, e la forma morbosa indotta è molto simile a quella di Shigella. Malattia: il periodo di incubazione è in genere di 11 ore, e la sintomatologia è caratterizzata da brividi, febbre, cefalea, diarrea profusa e dissenteria. La malattia è conseguente alla penetrazione dei germi nelle cellule della mucosa del colon dove proliferano determinandone la lisi.

E.coli enterotossigeni (ETEC)

Sono responsabili di diarrea sia nei bambini che negli adulti; in questi ultimi provocano la cosiddetta "diarrea del viaggiatore". Alimenti incriminati: hamburger, salsicce, formaggi, latte, acqua Malattia: il periodo di incubazione oscilla tra 8-48 ore, la sintomatologia é caratterizzata da: febbre, crampi addomlnali, malessere, diarrea acquosa. La diarrea può durare fino a 19 giorni.Questi ceppi sono in grado di produrre una o più tossine sia termostabili (Sta, STb) che termolabili (LT1, LT2).

E.coli enteroemorragici (EHEC)

Attualmente sono rappresentati principalmente dal sierotipo 0157:H7. Questo sierotipo è in grado di determinare l'insorgenza di diarree sanguinolente che evolvono in: a) colite emorragica: il periodo di incubazione oscilla tra 3 e 9 giorni, la sintomatologia è caratterizzata da crampi addominali seguiti, dopo 24 ore, da diarrea che diviene sanguinolenta. In alcuni casi è presente vomito e febbre. La sintomatologia in genere scompare in 2-9giorni; b) Sindrome uremica emolitica: inizialmente caratterizzata da diarrea, successivamente si osserva un'anemia emolitica microangioepatica, trombocitopenia e nefropatia acuta; c) Porpora trombocitopenica trombotica: simile alla precedente ma in questo caso si osserva un coinvolgimento del sistema nervoso. Il primo sintomo spesso non è la diarrea.

Alimenti incriminati: carne macinata. Il germe è stato isolato pure dal contenuto intestinale di bovini e polli.Il meccanismo patogenico attraverso cui E.coli O157:H7 svolge la propria azione nociva non è ancora ben noto, tuttavia da esso sono stati isolati parecchi fattori di virulenza (es. una verocitossina)

Profilassi Evitare contaminazioni fecali durante la preparazione degli alimenti 

Educazione sanitaria delle maestranze che vengono a contatto con le materie prime   Cottura dei cibi prima della utilizzazione   Conservazione dei prodotti a temperature di refrigerazione

Shigella

Famiglia Enterobacteriaceae

4 specie: Sh. dyssenteriae, Sh. flexneri, Sh. boydi, Sh. sonnei. Diverse siero varianti.  Stretta omologia con E.coli

bastoncelli, Gram -, immobili, aerobi-anaerobi facoltativi, con metabolismo fermentativo, catalasi + (ad eccezione di Sh. dyssenteriae), ossidasi -, fermentano gli zuccheri senza produzione di gas.

 Dose infettante molto bassa (10 Sh. Dyssenteriae, 102-104 le altre)  Resiste nell'ambiente per vari giorni, in relazione all'umidità ed alla temperatura.

Resiste a: 6-10% di NaCl ph 4-4.5 per 4 h, ma solo 30' a pH 3.5 temperature di 7-46°C, ma non >48°C  

Si moltiplicano attivamente negli alimenti, purché non acidi

 

Patogenesi

• La virulenza è legata alla presenza di un plasmide che codifica per una ESOTOSSINA (shigatossina) prodotta durante lo fase logaritmica e liberata durante quella stazionaria, come protossina, attivata dall'attività della tripsina. È costituita da due unità peptidiche A e B. Si lega alla membrana cellulare e vi penetra quando lo temperatura è di 30-37°C, determinando inibizione della sintesi proteica e del DNA. E inoltre neurotossica e citotossica.  • Le Sh. si moltiplicano attivamente nelle cellule intestinali, determinandone la lisi e passando successivamente alle cellule vicine, innescano una risposta infiammatoria violenta, che causa la formazione di ulcere.  • P.I 12-50 h  • Sindrome gastrointestinale: dissenteria grave (Sh. dyssenteriae), feci contenenti sangue e muco. Crampi addominali. ulcerazioni della mucosa intestinale. perdita di fluidi ed elettroliti. febbre. La guarigione avviene dopo circa 4 gg.  • Eliminazione con le feci per varie settimane dopo la guarigione

Epidemiologia

L 'uomo ed i primati superiori sono la sola sorgente, malato o portatore convalescente (da 3-5 settimane a 5 mesi).   Eliminazione fecole

Trasmissione diretta o indiretta, tramite l'ambiente (acqua e alimenti). E’ endemica nelle zone ad alta concentrazione umana ed in condizioni igieniche scadenti: diarrea del viaggiatore.   L'incidenza è in aumento, anche nei Paesi più sviluppati

Nei Paesi tropicali è la causa di circa 500.000 morti all'anno.

I bambini di età inferiore ai 5 anni sono i più a rischio.

Epidemiologia

Uomo infetto (malato o portatore asintomatico) feci

Attrezzistoviglie

maniAttrezzistoviglie

Alimenti(riproduzione)

uomo uomo

Riproduzione invasiva

La sorgente è l’uomo ammalato o portatore. La via di trasmissione è diretta o oro-fecale

I veicoli principali sono le mani, che contaminano i cibi durante la manipolazione, ma anche acqua e latte contaminati da feci o cibi vegetali concimati o irrigati con materiale infetto. La mosche sono un importante vettore. La loro sopravvivenza nei campioni è bassa, ma in alcuni cibi come latte e farina possono vivere fino a 170 giorni. La carica infettante è bassa (<10).

Profilassi

o Buona igiene personale

o  Educazione sanitaria

o  Cottura dei cibi

o Allontanamento del personale addetto alla manipolazione degli alimenti fino a negativizzazione delle coprocoltura