I ricercatori dell’Università di Foggia hanno pubblicato nel 2009 una review sui fattori di stress di tipo chimico, fisico e biologico, che possono bloccare lo sviluppo microbico, in particolare dei batteri patogeni, nei prodotti minimamente lavorati (IV e V gamma).Fra i batteri patogeni per l’uomo, i più frequenti nei prodotti ortofrutticoli sono Escherichia coli O157:H7, la Salmonella spp. e la Listeria monocytogenes. Questi batteri possono raggiungere il vegetale ogni qualvolta le buone pratiche agricole, igieniche e di processo non siano applicate e rispettate.
La sopravvivenza e lo sviluppo dei patogeni sull’alimento è influenzato da un numero di fattori interdipendenti, quali la temperatura di conservazione, il tipo di prodotto (mono-prodotto o mix), il processo di lavorazione (lavaggio, trattamenti disinfettanti, taglio), le nuove tecnologie ‘dolci’ (mild technologies) per controllare la carica microbica, l’atmosfera modificata e la competizione con la carica batterica presente naturalmente sul prodotto.
Nel lavoro, gli autori descrivono i diversi fattori di stress, quali impiego di freddo (<10°C), caldo (40-50 °C), acidi, solventi, composti ossidanti, sali, raggi UV, composti naturali (oli essenziali, conservanti naturali, ecc.) ed agenti biologici (batteri lattici ed Enterobacteriaceae), e la tipologia di risposta della cellula batterica a seconda del fattore di stress.
Lo stress da freddo provoca nella cellula batterica procariota la diminuzione della fluidità della membrana cellulare, la stabilizzazione di strutture secondarie degli acidi nucleici che riducono l’efficienza di traduzione e trascrizione dell’mRNA (RNA messaggero), rende inefficiente il ripiegamento proteico e limita la funzione dei ribosomi. Lo stress termico dovuto all’impiego di acqua calda o vapore è stato ampiamente impiegato nell’industria agroalimentare per eliminare i microrganismi patogeni. Le alte temperature generalmente danneggiano gli acidi nucleici, denaturano le proteine disattivando così gli enzimi che controllano il metabolismo dei microrganismi.
Il pH acido causa la denaturazione delle proteine intracellulari, i batteri patogeni non si sviluppano a pH≤4, generalmente il pH viene abbassato attraverso l’impiego di acidi organici. L’impiego di antiossidanti (ossido di azoto, perossido di idrogeno, ozono, ecc.) distrugge i microorganismi attraverso la progressiva ossidazione delle molecole vitali, quali i lipidi della membrana cellulare, le proteine e gli enzimi di riparazione del DNA. L’impiego di sali di potassio permette di aumentare la concentrazione salina del mezzo di crescita del microrganismo, per cui si agisce sulla pressione osmotica interna alla cellula batterica, la quale trovandosi in un mezzo ipertonico morirà per disidratazione.
L’impiego di raggi UV-C può inibire la crescita microbica inducendo la formazione di dimeri di pirimidina che alterano l’elica del DNA e bloccano la replicazione della cellula batterica.
La "teoria degli ostacoli"
L’insieme di questi fattori di stress ha permesso di mettere a punto la ‘teoria degli ostacoli’ (protezione incrociata), la quale sfrutta l’efficacia dell’effetto combinato di più stress applicati blandamente invece che impiegarne uno solo a condizioni estreme, che può non solo cambiare le caratteristiche organolettiche dell’alimento ma anche indurre lo sviluppo di resistenze allo stress indotto nel microrganismo patogeno.
Molti fattori di stress hanno mostrato di indurre una protezione incrociata, comune è la combinazione di caldo, freddo, acidificazione ed aumento della concentrazione di sali del mezzo. Numerosi studi stanno valutando l’azione sinergica oppure antagonistica della combinazione dei diversi fattori di stress in modo tale da sviluppare tecnologie ad ostacoli efficaci contro il microorganismo e che non inducano risposte di resistenza allo stress da parte dello stesso.
Utilizzare queste tecnologie permette di controllare la sicurezza dell’alimento senza modificarne le caratteristiche organolettiche, pertanto sono quelle che possono essere applicate nel processo di lavorazione dei prodotti di IV gamma.
Lavoro di ricerca originale. Capozzi V., Fiocco D., Amodio M.L., Gallone A., Spano G., ‘Bacterial Stressors in Minimally Processed Food’, 2009, International Journal of Molecular Sciences, Issue No. 10, pagg. 3076-3105. Per maggiori dettagli: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2738913/pdf/ijms-10-03076.pdf