Il pericolo microbiologico: intossicazioni, infezioni e tossinfezioni

I microrganismi sono organismi viventi unicellulari e pluricellulari non visibili ad occhio nudo se non quando presenti in grandi quantità o colonie.
I microorganismi si dividono in batteri, virus e funghi che si differenziano per la propria struttura cellulare, per il modo in cui interagiscono con organismi esterni e per come si riproducono.

I microrganismi sono naturalmente presenti nel mondo dove hanno un ruolo vitale. Tuttavia, in determinate concentrazioni diventano dannosi per l'uomo in caso di contatto, ingestione, inalazione.

Le tipologie di microrganismi oggetto di studio sugli alimenti sia in fase di autocontrollo (attraverso l'analisi pianificata da parte del laboratorio di appoggio) sia in fase di verifica igienico-sanitaria a cura della ASL di competenza, sono: batteri (patogeni e/o tossigeni), virus, funghi (muffe e lieviti).

Batteri

I batteri sono organismi unicellulari classificati a seconda della forma: cocco, vibrione, bacillo, spirillo. Non vivono isolatamente ma tendono a formare colonie, la loro ricerca in laboratorio è infatti per unità di colonie in una data unità di misura.

Riproduzione asessuata mediante mitosi

I batteri si riproducono mediante una riproduzione asessuata in cui l'organismo si divide sdoppiandosi (mitosi). Nella mitosi il batterio copia nelle due nuove unità ottenute dallo sdoppiamento lo stesso contenuto genetico (genoma) così da non riprodurre variazioni. La riproduzione è quindi esponenziale. Il batterio che si riproduce sdoppiandosi dà vita a due batteri che a loro volta hanno la capacità di sdoppiarsi. La popolazione batterica aumenterà quindi in modo esponenziale nel tempo: da un batterio se ne avranno due, ciascuno dei quali si sdoppierà e ne avremo quattro, quindi otto, sedici, trentadue, sessantaquattro e così via (1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256, 512, 1024 ecc.).

Rapporto con l'alimento

Il batterio ha bisogno dell'ambiente per recuperare materiale di cui nutrirsi, ma la sua riproduzione è poi indipendente. L'importante è che trovi un ambiente favorevole in termini di temperatura, presenza o meno di ossigeno (ambiente aerobico o anaerobico), umidità dell'alimento (active water), PH (acidità).

Batteri saprofiti e batteri patogeni

La stragrande maggioranza dei batteri capaci di penetrare nell'organismo umano sono inoffensivi per l'uomo (batteri saprofiti), mentre quelli dannosi sono chiamati batteri patogeni. Tuttavia i batteri patogeni vengono efficacemente contrastati dalla flora intestinale, un insieme a sua volta di batteri presenti nell'organismo umano in cui svolgono attività benefiche.

Carica batterica (microbica)

La carica microbica è la quantità di batteri (rilevata in unità di colonie) in una certa unità di misura (a es. in un centimetro quadrato).
Una carica batterica elevata è indice di scarsa qualità di un alimento, e la causa è da ricercarsi generalmente nelle modalità della sua produzione, lavorazione e conservazione.
Quindi il numero dei batteri saprofiti dovrebbe essere basso, indice di igiene, e quello dei batteri patogeni assente.

Fattori che influenzano (favoriscono/sfavoriscono/inibiscono/eliminano) la crescita microbica e la carica microbica

I batteri si riproducono in modo più veloce in un ambiente a loro favorevole. Le caratteristiche ambientali sono caratterizzate dalla temperatura (ed il tempo di permanenza ad una data temperatura), dall'umidità, dal PH, dalla presenza o meno di ossigeno.

La temperatura

In linea di massima la temperatura ottimale per la proliferazione batterica si aggira intorno ai 10 e 60°C centigradi con differenze specifiche a seconda del tipo di batterio.
Sopra i 60°C il batterio non può vivere o non riesce a riprodursi anche laddove è capace di sopravvivere (batteri sporigeni, sopravvivono sotto forma di spora).
A 121°C il batterio o anche la spora viene distrutta, ma in presenza di colonie la temperatura deve essere mantenuta per almeno 15 minuti (sterilizzazione).
Tra 0 e 4°C (la temperatura di refrigerazione del frigorifero) la crescita batterica viene rallentata, per questo un alimento si mantiene più a lungo senza alterare velocemente le proprie caratteristiche organolettiche.
Sotto gli 0°C la riproduzione è inibita ma i batteri sopravvivono.

Il surgelamento è una tipologia di congelamento che si distingue per la velocità con cui l'alimento viene portato a basse temperature e quindi inibisce la proliferazione batterica che può avvenire nei tempi in cui l'alimento viene portato alla temperatura di congelamento. Il surgelamento avviene portando a -18°C in massimo 4 ore l'alimento.

Tuttavia il congelamento non elimina i batteri ma li blocca. Fasi di successivo scongelamento anche parziale ripristinano la riproduzione ed aumentano la carica batterica che sarà nuovamente bloccata con il seguente congelamento. In alimenti surgelati che presentano formazioni di ghiaccio, la formazione di blocchi di ghiaccio può essere dovuta proprio a fasi di scongelamento e quindi l'alimento potenzialmente può avere una carica batterica superiore a quella voluta.

Anche la fase di scongelamento è importante, perché è in questa fase che la riproduzione riparte, quindi i metodi migliori sono:
- cuocere il prodotto congelato così da passare velocemente da temperature troppo basse per la crescita batterica a temperature troppo alte;
- scongelare al microonde, in cui attraverso le microonde si pone in vibrazione l'aqua contenuta negli alimenti portandoli a temperatura alta velocemente;
- scongelare in frigorifero così da avere un ambiente in cui la proliferazione è comunque rallentata;
- scongelare sotto l'acqua fredda ma con l'alimento in una busta o confezione ermetica per evitare il contatto dell'alimento con l'acqua, così da rendere lo scongelamento più veloce anche se a temperatura ambiente.

È controindicato scongelare a temperatura ambiente, temperatura ottimale per la proliferazione batterica.

Umidità: Active Water

L'attività dell'acqua, active water (AW) è l'acqua presente nell'alimento sotto forma libera, non legata chimicamente ad alcuna sostanza. I batteri hanno bisogno di acqua disponibile (libera) per proliferare, ecco perché gli alimenti secchi sono meno soggetti a proliferazione batterica. l'acqua è necessaria alla vita essendo elemento essenziale costituente di qualsiasi cellula. l'attività dell'acqua si misura in centesimi tra 0 (assente) e 1 (acqua pura), dove si indica la quantità d'acqua libera presente (ad es. 0,97 di una salsiccia fresca cruda). In generale i batteri muoiono o non sono in grado di riprodursi in alimenti con una presenza di acqua inferiore a 5-12%. I conservanti chimici agiscono proprio legandosi all'acqua libera e diminuendo la proliferazione batterica e l'alterazione biologica dell'alimento (annerimento, rammollimento ecc.), tuttavia molti dei conservanti sono agenti chimici nocivi per l'organismo se in quantità significative, diventando un pericolo chimico.

PH (potenziale dell'idrogeno): acido, neutro basico (alcalino)

Il PH (dal latino pondus hydrogenii, potenziale dell'idrogeno) di un alimento si considera neutro (PH neutro) quando compreso in un valore tra 6,6 e 7,5. Questa è la fascia ottimale di proliferazione batterica. Si considera acido (PH acido) quando ha valori inferiori a 6,6. Si definisce basico o alcalino (PH basico) quando ha valori superiori a 7,5.

I batteri vivono male in ambienti acidi o basici ma in particolare acidi. Ecco il perché del limone (acido citrico) sul carpaccio (si diminuisce la carica microbica), o del fatto che percentualmente la proliferazione di batteri patogeni è maggiore nei sott'oli rispetto ai sott'aceti che presentano un ambente con PH più acido.

Ossigeno: ambiente aerobico e ambiente anaerobico

I microbi hanno esigenze diverse rispetto alla presenza di ossigeno. Alcuni batteri hanno bisogno dell'ossigeno, quindi di un ambiente aerobico (batteri aerobi), altri vengono distrutti o inibiti* dall'ossigeno e hanno bisogno di un ambiente anaerobico (batteri anaerobi). Altri sono invece plurivalenti e possono vivere in entrambi gli ambienti (batteri aerobi facoltativi).

* Il caso del batterio del botulino, batterio anaerobico che in presenza di ossigeno si protegge trasformandosi in spora un involucro che il batterio forma intorno a se legando calcio). Tuttavia se sopravvivono alla sterilizzazione per inadeguata esecuzione della stessa (come ad esempio nelle conserve casalinghe) si riproducono nel sottovuoto liberando le pericolosissime tossine del botulismo. Ecco il perché della capsula di sicurezza nelle conserve sottovuoto.

Patologie di origine batterica: intossicazione, infezione, tossinfezione

I batteri patogeni possono quindi rappresentare un pericolo per la salute umana, sia direttamente causando infezioni (patologia dovuta alla presenza in massa di batteri patogeni nell'organismo, ad es. la salmonella o la listeria monocytogenes), o indirettamente producendo tossine generalmente nella fase di riproduzione o nel caso di batteri sporigeni nella fase di transizione da batterio a spora e da spora a batterio in forma vegetativa, nel qual caso si parlerà di intossicazione (da tossine preformate nell'alimento, ad esempio il botulismo dovuto non al batterio del botulino ma alla tossina che questo in certe circostanze produce). Quando si hanno batteri nocivi di per se ed anche per la loro capacità di produrre tossine si parlerà del pericolo di una tossinfezione.

Le tossine e le patologie da intossicazione

Il batterio in certe circostanze ha la capacità di produrre tossine (batteriotossine), macromolecole a struttura proteica velenose per l'organismo umano.
Le tossine si dividono in esotossine (termolabili ma altamente tossiche, vengono distrutte a temperatura di 60-80°C, quindi con una buona cottura) ed endotossine (termoresistenti ma meno pericolose, di solito con decorso non letale, resistono fino a 100°C, quindi anche ad una pastorizzazione).

Botulismo

Il clostridium botulinum è un batterio sporigeno anaerobico tossigeno. In quanto anaerobico si riproduce in assenza di ossigeno. In quanto sporigeno ha la capacità di sopravvivere in ambiente avverso (ad es. in ambiente aerobico, in presenza di ossigeno, o ad alte temperature) formando un involucro protettivo legando chimicamente il calcio (la spora). In quanto tossigeno ha la caratteristica di produrre tossine nelle fasi di trasformazione a e da spora.

Le tossine del clostridium botulinum sono esotossine, quindi termolabili, vengono distrutte a temperatura di 80°C, quindi attraverso una buona cottura. Attenzione tuttavia al fatto che la cottura non deve solo essere di superficie ma la temperatura deve raggiungere anche l'interno dell'alimento.
Sono neurotossine che vanno a colpire il sistema nervoso fino a decorso letale.

Il batterio del botulino si trova principalmente nel terreno e negli ambienti anaerobico quali le acque dolci e saline (fondali di laghi o fondali marini).
Si ritrovano spesso anche nell'intestino degli animali, sotto forma di batteri non patogeni per l'animale. l'animale li può prendere tramite il contatto con il terreno.
Possono quindi essere ritrovate anche nelle verdure.

Quindi il rischio più significativo avviene proprio nelle errate lavorazioni (temperatura e sottovuoto) degli alimenti, nelle conserve mal fatte. La temperatura con cui si vorrebbe sterilizzare l'alimento se non è sufficientemente alta (121°C) e duratura (15 minuti), favoriscono la trasformazione del batterio in spora. Il successivo sottovuoto e la temperatura ambiente diventa ambiente favorevole alla germinazione della spora in batterio vegetativo con produzione della esotossina.

La problematica del miele nei primi anni di età del bambino

Nel miele si può ritrovare la spora, trasportata dell'ape che la prende con il contatto dal terreno. l'ambiente zuccherino è sfavorevole alla spora e quindi non è un pericolo per l'adulto che riesce a neutralizzare la spora con la propria flora batterica intestinale ed evitare la produzione della tossina (a rischio sono trattamenti antibiotici che distruggono in parte la flora batterica intestinale). Tuttavia nei bambini sotto l'anno di età la flora batterica non è ancora sufficientemente formata e la spora sopravvive, e nell'ambiente anaerobico dell'intestino può germinare e causare l'intossicazione. Assolutamente da evitare l'abitudine di inzuppare il ciuccio nel miele prima di darlo ai bambini!

Dunque, il batterio del botulino è resistente al calore in quanto capace di trasformarsi in spora ma la sua tossina è un'esotossina, quindi termolabile, che viene distrutta con sicurezza a temperatura di 80°C per almeno 30 minuti.

I sintomi di una intossicazione botulinica si manifestano dopo 18-36 ore e nella prima fase sintomatica presentano sintomi molto generici quali nausea, vomito e diarrea. In questa fase è ancora curabile. Successivamente i sintomi interessano la muscolatura involontaria, con disturbi della vista, costrizione delle vie respiratorie fino alla paralisi del sistema respiratorio e cardiaco che conduce al coma e quindi al decesso.

La distanza temporale tra ingestione della tossina e sintomi e la fase sintomatica iniziale rendono l'intossicazione da botulino estremamente pericolosa. Sono inoltre sufficienti pochi nanogrammi di neurotossina per diventare letale. Quindi anche solo l'assaggio di un cibo sospetto è assolutamente da sconsigliare.

A rischio sono quindi le conserve casalinghe o le conserve industriali che riportano alterazioni al tappo, quali rigonfiamenti.

Intossicazione da Stafilococco Aureo

Lo Stafilococco Aureo è un batterio aerobio facoltativo, asporigeno, tossigeno.
In quanto asporigeno è termolabile ma produce tossine del tipo termostabile delle endotossine (o enterotossine).

Definito aureo perché la colonia presenta un colore dorato, è presente principalmente nel mondo animale e nell'uomo, nelle vie respiratorie, nella forfora e nel pus (infezioni di ferite, occhi, orecchi, brufoli).

Quindi la sua presenza su alimenti è indice di cattiva igiene nella manipolazione dell'alimento. Uno starnuto, un colpo di tosse possono essere la causa della contaminazione di un alimento.

Producono una endotossina (o enterotossina) durante la loro riproduzione che avviene ad una temperatura ottimale di 30-37°C. l'endotossina è termostabile, quindi resiste fino a temperatura di 100°C, mentre il batterio muore a temperature intorno i 60°C, quindi l'opposto del batterio del botulino.
La diffusione del batterio è dovuta al fatto che, essendo l'uomo un possibile portatore, la contaminazione è possibile sia prima che dopo la cottura. Esistono tra l'altro così detti portatori sani.

Il batterio si riproduce bene in alimenti proteici contaminati, quindi uova, formaggi, pesce ma soprattutto in quelli maggiormente manipolati dall'uomo. Non si riproduce in ambienti a PH acido. Risulta resistente alla salatura.

Sintomi dell'intossicazione stafilococcica si esternano dopo 2/6 ore e sono nausea, vomito e dolori addominali, quindi generici. Il decorso è generalmente benigno.

La sua diffusione è anche dovuta alla resistenza che mostra alle cure antibiotiche.

Le infezioni batteriche

La spora botulinica come abbiamo visto non è di per se pericolosa, ma è pericolosa la tossina che si produce nella germinazione della spora in batterio vegetativo e quindi capace di riprodursi. Nelle infezioni batteriche invece è il batterio, ingerito in grandi quantità, che rappresenta il fattore nocivo e non un suo sottoprodotto.

Salmonella

È il caso della salmonella batterio che può presentarsi in diverse tipologie che si ritrova soprattutto nei polli, nelle uova e nei derivati, negli ovini e nei frutti di mare specie se di acque liquamose. Vive nell'intesino e si ritrova quindi nelle feci. Quindi può essere trasportato da zanzare e mosche.

Nei polli è presente sia a livello fecale che ovarico, in questo secondo caso può infettare l'uovo al suo interno e non solo l'esterno, per il quale il trattamento a raggi UV è sufficiente a sterilizzarlo. Il guscio dell'uvo è poroso quindi non andrebbe lavato perché l'acqua permetterebbe il passaggio del batterio all'interno. Le uova non trattate a raggi UV e di allevamenti non controllati periodicamente andrebbero consumate subito e cotte fino a che ogni sua parte è solida (per l'uovo sodo bollito almeno 8 minuti). Per non contaminare altri alimenti è necessario lavarsi le mani dopo aver maneggiato l'uovo.

La temperatura ottimale è 6-45°C, quindi una buona pastorizzazione è sicura. tuttavia in alimenti ad alto contenuto di gassi e in presenza di poca acqua tende a diventare più termoresistente.

I sintomi dell'infezione sono gastroenterite che si manifestano dopo 12/24 ore dall'ingestione.

Può diventare resistente agli antibiotici e cronicizzarsi, per questo nei bambini la cura tende a non essere antibiotica ma a base di forti dosi di fermenti per supportare la flora batterica.

Shigella

Batterio simile alla salmonella, si prende principalmente tramite l'acqua alimentare contaminata, infezione ormai quasi scomparsa in Europa e ancora diffusa in Afica e Asia dove le acque non sono trattate.

Listeria monocytogenes

Batterio che si trova nel terreno e dal terreno può infettare gli animali, quindi si ritrova nel latte crudo e nei derivati non pastorizzati principalmente.

Termolabile e sensibile ai comuni disinfettanti (quali l'amuchina) ha una temperatura ottimale di 30-37°C ed è pericolosa soprattutto in caso di gravidanza perché può portare ad aborto e malformazioni del feto.

Funghi

Microrganismi pluricellulare sono i funghi che possono essere divisi in edibili e funzionali all'industria alimentare, quali i lieviti, usati nella panificazione ed in altre fasi di fermentazione (vino, birra), e le muffe, generalmente non edibili salvo specifiche eccezioni come per alcuni prodotti caseari (vedi il gorgonzola).

I Lieviti

Sono generalmente innocui ed il più comune è il Saccharomyces cerevisiae utilizzato per la lievitazione dei prodotti amidacei (pane, pasta) o la fermentazione alcoolica (vino e birra).

I lieviti utilizzati nella lievitazione e nella fermentazione utilizzano una forma di respirazione anaerobica, in assenza di ossigeno, reagendo con il glucosio (C₆H₁₂O₆contenuto negli amidi) e producendo anidride carbonica CO₂ ed etanolo (2CH₃-CH₂-OH), la prima utilizzata nella lievitazione dove l'etanolo evapora, il secondo nella preparazione di bevande alcoliche.

La Candida albicans, fungo innocuo (saprofita), in situazioni normali che vive nell'organismo umano, in particolar modo nelle donne, può diventare patogeno in presenza di forti cure antibiotiche, debilitazione e svilupparsi in modo anomalo che può provocare la candidosi, infezione micotica abbastanza persistente e con sintomi anche molto accentuati.

Le muffe

Le muffe invece sono generalmente non edibili, e pericolose in particolare per le spore che possono provocare se inalate allergie (le muffe sono spore leggere volatili) e in alcune fattispecie possono produrre tossine nocive.
Nel settore alimentare tuttavia la muffa è segnale di cibo avariato, mal conservato, errata igiene, dal momento che ha bisogno di un ambiente umido e con aria non circolante. Aderisce sia ai cibi che alle superfici porose quali gli intonaci ed è particolarmente frequente dopo ad esempio fenomeni alluvionali. Possono svilupparsi ad esempio con l'utilizzo di asciugamani non monouso di stoffa o spugna che trattiene l'umidità, da qui il divieto di utilizzo nelle attività alimentari, siano esse di vendita che di somministrazione.
L'ambiente in cui si sviluppano muffe deve essere quindi sanificato e deve essere corretta la causa.