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Università degli Studi di Pisa Facoltà di ScIenze Matematiche, Fisiche e Naturali CORSI DI LAUREA CLASSE 12 CORSO OPZIONALE DI IGIENE DEGLI ALIMENTI (5.

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1 Università degli Studi di Pisa Facoltà di ScIenze Matematiche, Fisiche e Naturali CORSI DI LAUREA CLASSE 12 CORSO 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 lattenzione 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 lattuazione delle nuove norme sta creando fin dora 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 unofferta didattica finora non presente nellambito 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 allorigine 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 nellindustria 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 allattuazione dei D.Lgs. 155 e 156/97. Norme relative e alla qualità e sicurezza degli alimenti.

2 QUALITA DEGLI ALIMENTI QUALITA TOTALE Assenza di sostanze chimiche indesiderabili Qualità igienica Qualità sanitaria Qualità nutrizionali Qualità organolettiche Qualità tecnologiche

3 LA ROSA DELLA QUALITA

4 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 lhabitat 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.

5 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 dellalimento con sostituzione parziale di componenti propri dellalimento 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 linnacquamento 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 dellalimento per effetto della cattiva conservazione Contaminazione: presenza nellalimento di sostanze o microrganismi estranei. Non idoneità: da un punto di vista fisiologico (alimento depauperato; non regolamentare sotto laspetto qualitativo; escluso dalla vendita sebbene non pericoloso per il consumatore). Nocività: quando nelle normali condizioni di assunzione, lalimento è in grado di determinare, e di fatto determina, un danno alla salute. Pericolosità: quando, nelle normali condizioni di assunzione, lalimento 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. CAUSECAUSE EFFETTIEFFETTI

6 Classificazione delle malattie trasmesse con gli alimenti Avvelenamenti da prodotti chimici Intossicazioni Vegetali velenosi Animali velenosi Intossicazioni microbiche Tossine algali MicotossineTossine batteriche EnterotossineNeurotossineSostanze interferenti con il metabolismo glicidico Infezioni Enterotossigene InvasiveSporulazione Crescita e lisi Mucosa intestinale Sistemiche Altri tessuti Apparato muscolare Fegato

7 PERICOLI LEGATI ALLAPPROVVIGIONAMENTO ALIMENTARE Malattie derivate da alimenti Allergie Allergeni Intossicazioni Infezioni Piante o animali naturali OGM Microrganismi Sostanze chimiche tossiche Xenobiotiche Additivi Tossine Batteriche Tossine algali Micotossine Sistemiche Mucosa intestinale Invasive Tossinfezioni EnterotossineNeurotossine

8 ALIMENTI UOMO MALATO o PORTATORE S. aureus, S typhi, Shigella, C. perfringens, V. cholerae, E. coli V. cholerae, E. coliVirus Ambiente C. botulinum, C. perfringens, B. cereus B. cereus ANIMALE MALATO o PORTATORE o PORTATORESalmonelle,CampylobacterBrucelle, Virus, Parassiti AMBIENTE acqua, aria, suolo, utensili, superfici, contenitori manipolazione materie prime

9 COME SI CONTAMINANO GLI ALIMENTI? 1.ALLORIGINE 2.DURANTE LIMMAGAZZINAMENTO: 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.

10 ORIGINE DEI BATTERI CAUSA DI MALATTIE ALIMENTARI AmbienteAnimaliUomo Aeromonas X B. cereus X Cl. botulinum XX Cl. perfringens XXX S. typhi X S. non typhi XX Stafilococci XX L. monocitogenes XX E. coli XX Y. enterocolitica XX C. jejuni X Shigella X Vibrio X

11 PATOGENI ASPETTATI SU CIBO CRUDO (per grammo di cibo) MicrorganismiCarne e pollame Pesci e molluschi Frutta e verdura Salmonella spp., Vibrio, Hepatitis A, Shigella spp., E. coli 10 L. monocitogenes, Campylobacter jejuni Clostridium botulinum0.01 Clostridium perfringens Bacillus cereus100- Mold toxins--- Chemicals and poisons---

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15 PERCHE AUMENTO ? Metodiche analitiche più affidabili e veloci Nuovi patogeni Patogeni emergenti Antibiotico-resistenza Regimi 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 anni Soggetti 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

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24 EPISODI E CASI DI MALATTIE VEICOLATE DA ALIMENTI SEGNALATI 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 (%) Batterici2998 (31.14) Parassitologici37 (0.38) Virali53 (0.55) Chimici351 (3.64) Causa sconosciuta6186 (64.27)

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26 Figura 1: Curva di crescita microbica

27 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 dallossigeno (Eh) Temperatura: 0-4°C FRIGO (i microrganismi non si riproducono ma rimangono vitali) 15-45°C Temperatura IDEALE per la moltiplicazione dei microrganismi > °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)

28 Aw Valori medi approssimativi di Aw per alcuni alimenti Frutta e verdura Uova Carni0.95 – 0-97 Formaggi freschi Pane fresco Formaggi0.87 – 0.93 Salumi stagionati Marmellate0.82 – 0.93 Legumi secchi Latte concentrato zuccherato0.80 – 0.87 Farina, Riso Frutta secca0.72 Uova in polvere0.40 Biscotti0.30 Latte in polvere0.20 Valori minimi approssimativi di Aw per la crescita dei microrganismi Batteri Lieviti Muffe Batteri alofili Muffe xerofile Lieviti osmofili Xerofilo: capace di vivere a basse Aw e ad alte concentrazioni saline Alofilo: capace di vivere ad alte concentrazioni saline Osmofilo: capace di vivere ad alte concentrazioni di zuccheri

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30 Valori minimi e massimi di pH per lo sviluppo dei microrganismi Microrganismi (esempi) Minimo pHMassimo pH Acidoresistenza Micrococcus sp. Pseudomonas aeruginosa Bacillus stearothermophilus 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 4,3-4,8 4,3-4,9 9,0 9,3 11,0 8,5 9,8 8-9,6 9,0 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 Forte acidoresistenza pH min 4,0

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32 INFLUENZA SINERGICA DI PH ED AW SULLA CINETICA DI SVILUPPO DI S. AUREUS pHAwFase LAGTempo di generazion e ore ore ore75 CATEGORIE DI ALIMENTI In relazione a Aw pH e Temperatura di conservazione Categoria pHAwTemperatura °C Altamente deteriorabile >5.2>0.95<5 Deteriorabile <10 Deteriorabile <10 Stabile<5.2<0.95T.A Stabile<5-T.A. Stabile->0.90T.A

33 POTENZIALE DI OSSIDO-RIDUZIONE Eh Rappresenta il grado di ossidazione di un alimento E funzione: del pH della composizione dellalimento (presenza di sostanze riducenti come cisteina, acido ascorbico, ecc.) della concentrazione di ossigeno Sistemi in uso: atmosfera controllata: aggiunta CO 2 e CO 2 + NO 2 sottovuoto: eliminazione dellaria dellalimento con riduzione della concentrazione di O 2 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 Aerobi obbligati Anaerobi facoltativi Anaerobi obbligati

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35 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 nellintervallo 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 loptimum di temperatura nellintervallo mesofilo, ma possono ugualmente tollerare temperature di sviluppo elevate.

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40 PROCEDIMENTI DI CONSERVAZIONE DELI ALIMENTI CONSERVAZIONE Procedimenti chimici Procedimenti fisici Procedimenti biologici Atmosfera gassosa Abbassamento del valore a w Riscaldamento, raffreddamento irradiazione Aggiunta di Conservanti Salamoia affumicatura Sottrazione di acqua: Essiccamento Affumicatura Congelamento Salatura Aggiunta di zucchero salamoia Pastorizzazione Cottura Sterilizzazione Congelamento refrigerazione Radiazioni UV β e γ Gas protettivo (CO 2, N 2 ) Confezionamento sotto vuoto Fermentazione lattica

41 METODI DI CONSERVAZIONE E DI BONIFICA CALORE FREDDO ACIDIFICAZIONE ESSICCAMENTO ATMOSFERE MODIFICATE AGGIUNTA DI STARTER AGGIUNTA DI SOSTANZE CHIMICHE

42 CALORE Utilizzato per: 1.Conservare alimenti a temperature alle quali non crescono i batteri 2.Per bonificare alimenti (uccidere i microrganismi patogeni): Pastorizzazione 65°C per 30 – 72°C per 15 Ebollizione 100°C per Sterilizzazione 121°C per 15 N.B. i trattamenti termici hanno effetti nocivi additivi sui batteri FREDDO Utilizzato per: Conservare alimenti Refrigerazione + 0,5 + 10°C Congelamento –18°C Rapido: raggiungimento di –18°C allinterno dellalimento in meno di 4 ore lento

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45 Relazione tra carica microbica in psicrofili dopo pasteurizzazione e vita conservativa del latte conservato a 6°C Carica in psicrofiliVita conservativa in giorni* 1/100 ml>10 1,1/ml8-10 0,84/ml6-8 13,8/ml5-6 80,2/ml<5 * Tempo richiesto per raggiungere una carica in psicrofili di /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

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47 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 tradizionale dopo sconfezionamento Riscaldamento nellimballaggio

48 Effetto CO 2 : 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)

49 Non esiste una quantità di CO 2 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)

50 Lutilizzo 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 dellalimento 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 CO 2 e ne potenziano leffetto inibente

51 IRRADIAZIONE 1.Radiazioni ultraviolette Attive sia su cellule vegetative che sulle spore I microrganismi sono uccisi a seguito dellincremento della dose somministrata (milliwatt o microwatt per secondo per cm 2 ) Resistenze: batteri

52 RIDUZIONE DELLAW 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 % di sale per 10 g a 22°C

53 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 dellacido lattico da fermentazione lattica nei formaggi, ecc.; delletanolo da fermentazione alcolica; dellacido acetico ADDIZIONE DI COMPOSTI ANTIMICROTICI Aggiunta diretta di conservanti chimici: SO 2 (fermentazione vini) Nitrito (salatura carne) Acido benzoico, SO 2 o acido sorbico (succhi di frutta, vino, ecc.) Questi conservanti sono acidi deboli ed esercitano unazione antimicrobica solo nella forma indissociata (pH <5)

54 Fattori ritenuti implicati in 1152 episodi di tossinfezioni alimentari (Scozia ) Fattori implicati% (*) - Inadeguata refrigerazione46 - Intervallo di 1 o più giorni fra preparazione e consumo 21 + portatori20 = inadeguata cottura16 - insufficiente conservazione al caldo 16 = insufficiente conservazione al freddo 12 + ingestione di alimenti crudi contaminati 11 + contaminazione crociata7 + 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

55 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 immediatamente Conservare per breve tempo TEMPERATURA: scongelamento o congelamenti rapidi. Cottura completa Mantenimento catena del freddo Mantenimento elevate temperature. CONTAMINAZIONE Infezioni CONSERVAZIONE Tossinfezioni

56 POSSIBILI VALORI PER VALUTARE LA QUALITA MICROBIOLOGICA DI ALIMENTI ufc/grProdotti FreschiCotti <1.000Ottima <10.000OttimaBuona < BuonaDiscreta < DiscretaScadente < ScadenteCattiva > Cattiva Livelli microbiologici tali da garantire un prodotto finito di buona qualità potrebbero essere: Carica microbica totale10 4 ufc/g o ml Coliformi fecali10 2 ufc/g o ml Stafilococchi coagulasi positivi10 2 ufc/g o ml

57 Dati sui patogeni necessari per il controllo del rischio biologico Morfologia Habitat Tolleranza O2 Dose infettante Produzione ditossine Parametri di sviluppo Resistenza termica Resistenza ai disinfettanti Alimenti epidemiologicamente associati Frequenza di malattia

58 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 dellanimale 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 luovo fino al pulcino) contaminazione degli alimenti: primaria o allorigine (carne di animali malati o portatori, uova, frutti di mare) secondaria o per manipolazione alimenti incriminati: carni (suine e pollame: leviscerazione è la fase a maggior rischio), uova e loro derivati, verdure crude e frutti di mare contaminati allorigine o durante una delle fasi di preparazione dose infettante elevata, carica batterica superiore a (aumento della carica per errata conservazione dellalimento), in relazione al sierotipo, allospite ed al tipo di esposizione

59 Le Salmonelle Famiglia enterobacteriacee, genere Salmonella Specie S. enterica 6 sottospecie, oltre 2250 sierotipi Raggruppate in base al tipo dospite in 3 gruppi 1.Sierotipi altamente adattati alluomo: S. typhi S.paratyphi S.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 spettrodospite (uomo o animali): comprende lamaggior parte dei sierotipi noti; quelli di più frequente isolamento in Italia sono: S. typhimurium S. enteritidis S. derby S. infantis S. anatum S. panama S. brandenburg S. london

60 Salmonelle ospite-specifiche per luomo. 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 delluomo. 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 10 5 – 10 7 ) 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 Sono cioè considerati sierotipi poco patogeni e molti di essi non sono mai stati isolati in casi di malattia nelluomo. Rientrano in questo gruppo S. parkistan, S. pollorum, S. gallinarum, ecc.

61 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.

62 PRINCIPALI CARATTERISTICHE DI ACCRESCIMENTO DELLA SALMONELLA FattoreIntervallo di accrescimento Valore ottimale Temperatura (°C) (2 - 46) Aw*Aw*0.93 – pH*3.8 – – 7.5 * I valori minimi di sviluppo dipendono dal substrato alimentare, dalle condizioni di aerazione, dalla concentrazione cellulare e, in particolare per la w 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 – 2.24 – 4.5 S. Senftenberg Uova Latte Pollo Zuppa piselli S. Senftenberg A w = = S. Typhimurium Cioccolato al latte S. Senftenberg Cioccolato al latte

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66 DOSI INFETTANTI (D.I) NELLE SALMONELLOSI ALIMENTARI DOSI INFETTANTI CLASSICHE > UFC DOSI INFETTANTI RIDOTTE < 1000 UFC S. typhimurium D.I. = S. typhimurium D.I. (gelato) = 65 – 1000 D.I. (cheddar) = S. Napoli D.I. = 50 D.I. (cioccolato) = 1.6 S. enteritidis D.I. = S. snatum S. Meleagridis D.I. = S. gallinarum pollorum S. kedougou – S. bredonei D.I. (preparato per alimentazione enterale) = 1 SALMONELLOSI ALIMENTARI NUOVI SIEROTIPI S. enteritidisUova e derivati1983 S. goldcoastPatè di carne1984 S. bovismorbificansInsaccati1987 NUOVI ALIMENTI VEICOLI 1978Latte pastorizzatoS. typhimuriumUSA 1979Lattte in polvereS. typhimuriumUSA S. agona 1985Latte in polvere per neonatiS. ealingGB

67 Fattori che influenzano la dose infettante di Salmonella Microrganismo Specificità dospite Fattori di virulenza Ospite Età Stato immunitario Patologie ematologiche Ipocloridria Esposizione Porta di ingresso Attività tampone degli alimenti Piccoli volumi

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71 Prevenzione Due obiettivi: 1.Impedire o quantomeno ridurre limpianto 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 alluomo 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

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

73 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

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75 ALCUNI FATTORI DI CRESCITA E DI TOSSINOGENESI DI S. AUREUS FattoreCrescitaProduzione di enterotossine Temperatura6-46°C10-45°C Temperatura ottimale 37°C40°C pH pH ottimale (stabile) NaCl0-20%0-10% NaCl ottimale0% Aw0.83-> >0.99 Aw ottimale>0.99

76 Uomo Ferite non cicatrizzate Naso/cavo orofaringeo Capelli, feci Attrezzi stoviglie Infezione da microgocce (starnuto, tosse) alimenti Riproduzione (>10 5 /g con formazione di tossine Mani Uomo EPIDEMIOLOGIA: La sorgente è luomo 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 luomo 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, nellacqua, nellaria. Perché si abbia tossinfezione è necessario: che lalimento 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 dacqua (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 lalimento 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).

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78 EPIDEMIOLOGIA STAFILOCCOCO AUREUS Ampiamente diffuso nellambiente E la tossinfezione più diffusa nel nostro Paese, nei mesi caldi Sorgente: luomo 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 unadeguata dose di tossina La cottura dellalimento non inattiva la tossina (neppure a 100°C per ½ h) Non si ha lalterazione 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

79 LISTERIA MONOCYTOGENES - EPIDEMIOLOGIA Listeria monocytogenes è ubiquitaria: suolo, acque, piante, numerose specie di uccelli e mammiferi, compreso luomo. 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)

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83 Nicchie di listeria nellambiente industriale Pavimenti e pozzetti di scarico Attrezzature complesse Nastri di trasporto Condensa di vapore aerosol Principi attivi nella disinfezione 1.Cellule libere, senza sostanza organica QAC100PPMCl 100 PPM I 25 PPM 2. Cellule libere, con sostanza organica QAC300PPMCl 250 PPM I 70 PPM 3. Cellule adese, in sostanza organica (biofilm) QAC1500 PPM(?) Cl 700 PPM (?) Recenti acquisizioni della tecnologia di laboratorio 1.Pre-arricchimento in acqua peptonata tamponata 2.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 negativi0% * 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

84 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 lUfficio 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 allesportazione: assenza della Listeria Monocytogenes in 25 grammi Misure profilattiche nella produzione alimentare

85 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

86 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 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, 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.

87 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).

88 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)

89 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

90 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, le altre) Resiste nell'ambiente per vari giorni, in relazione all'umidità ed alla temperatura. Resiste a: 6-10% di NaCl ph 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

91 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 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

92 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 morti all'anno. I bambini di età inferiore ai 5 anni sono i più a rischio.

93 Epidemiologia Uomo infetto (malato o portatore asintomatico) feci Attrezzi stoviglie maniAttrezzi stoviglie Alimenti (riproduzione) uomo Riproduzione invasiva La sorgente è luomo 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).

94 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


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