C.I. Promozione della Salute e della Sicurezza “IGIENE E SANITA’ PUBBLICA” Docente: Prof. Massimiliano Panella “Igiene della nutrizione e Igiene degli alimenti” Lezione n° 7 (9 aprile 2014) Argomenti della lezione/esercitazione Igiene della nutrizione (accenni; lettura capitolo del testo) o Alimentazione, nutrizione e salute o Nutrizione e malattie Igiene degli alimenti o Contaminazione degli alimenti o Deterioramento degli alimenti o Conservazione degli alimenti o Sicurezza alimentare Igiene della nutrizione e Igiene degli alimenti (1) Sicurezza alimentare (Food & Agriculture Organization, FAO): “raggiungimento da parte di tutti i soggetti appartenenti a una collettività dell’accesso fisico, sociale ed economico a cibi sicuri, sufficienti e nutrienti, così da soddisfare le loro preferenze dietetico-alimentari e permettere una vita attiva e in salute” “Food safety” (OMS & FAO, 2003): Codex Alimentarius and Food Hygiene”, linea guida x la sicurezza alimentare. Alimento (Comunità Europea, CE, 2002): “qualsiasi sostanza o prodotto trasformato, parzialmente trasformato o non trasformato, destinato a essere ingerito o di cui si prevede ragionevolmente che possa essere ingerito da esseri umani”. Igiene della nutrizione e Igiene degli alimenti (2) Alimentazione delle popolazioni 2 aspetti principali strettamente connessi con la “promozione della salute” e la “prevenzione delle malattie”: 1. corretta alimentazione per salute ottimale ed efficienza fisica (igiene della nutrizione); 2. sicurezza alimentare tramite disponibilità di cibo e controllo contaminazione, alterazione e conservazione alimenti (igiene alimentare). Igiene degli alimenti Consumo di alimenti di cattiva qualità igienica rischi di natura infettiva e tossica x la salute umana (individuale e in gruppi di popolazione) Igiene degli alimenti si occupa di “sicurezza alimentare” individuando: cause e fattori di rischio delle malattie connesse con gli alimenti e l’alimentazione; metodi per evitare contaminazione e deterioramento degli alimenti; metodi di conservazione degli alimenti. Contaminazione alimenti Alimenti come “veicolo” d’infezioni (contaminanti) Natura dei contaminanti alimentari: (1) chimica (al 4%); (2) fisica (al 3%); (3) biologica (al 93%). Contaminazione chimica: da sostanze tossiche naturalmente presenti in alimenti (tossine di pesci funghi, alghe); da derivati accidentali dei processi produttivi (ormoni, fitofarmaci, diserbanti, promotori di crescita, antibiotici, additivi alimentari volontari, conservanti, metalli pesanti, idrocarburi policiclici aromatici, diossine, xenobiotici, fallout radioattivo). Contaminazione fisica: da corpi estranei (frammenti di vetro, sassi, legno, plastica, metalli, capelli, peli, ecc., soprattutto nei vegetali…). Contaminazione biologica (1) 2 tipologie contaminazione biologica: da microrganismi (batteri, muffe, lieviti, virus); da macroparassiti (protozoi, elminti, artropodi). Fonti: suolo, piante, acque irrigue, scarichi fognari, aria, animali, uomo, piani di lavoro nei processi produttivi alimentari. Microrganismi negli alimenti: condizionamento equilibri e rapporti flora microbica da parte di fattori biotici (tipo e composizione microflora) e fattori abiotici (chimico-fisici: composizione Chimica, pH, contenuto H2O libera, redox, struttura fisica) + altri fattori produttivi (es. tempo e temperatura cottura, tipo e temperatura conservazione, tempo tra preparazione e cottura alimento, ecc.). Contaminazione biologica (2) Tipi di microrganismi (M.) contaminanti: 1. M. alterativi: determinano modificazioni caratteristiche organolettiche e nutrizionali alimento (batteri lattici, propionici, coliformi, Proteus, Clostridium, Bacillus, lieviti, muffe) 2. M. protecnologici: in grado di produrre alimenti (yogurt, formaggi, funghi, ecc.) 3. M. patogeni: agenti causali di patologie nel consumatore (salmonelle, shigelle, vibrioni, enterococchi, clostridi, stafilococchi) Contaminazione primaria: materie prime contaminate da animali infetti (es. latte e carni contaminate in origine da brucelle e cocchi). Contaminazione secondaria: alimento contaminato nelle fasi di manipolazione da veicoli (es. acqua, terra), vettori (insetti, roditori) o addetti/operatori (portatori – contaminazione crociata degli alimenti…). Contaminazione biologica (3) Malattie infettive legate a alimenti contaminati da microrganismi: (1) infezioni veicolate da alimenti; (2) malattie trasmesse da alimenti (1)infezioni veicolate da alimenti: alimento = ruolo di veicolo di trasmissione di m. patogeni contaminati (trasporto di cariche microbiche x via feco-orale); m., dopo essere penetrati nell’alimento, si riproducono nell’uomo (carica infettante anche modestaincubazione (relativamente lunga)infezione in organo bersaglio (es. HAV, Salmonella typhi, virus Norwalk). (2)malattie trasmesse da alimenti: indotte nell’uomo da alimenti che rappresentano «substrato nutritivo ideale» x m. patogeni (terreno di coltura favorente moltiplicazione) (es. carni macinate, creme, gelati). 4 tipologie eziologiche: infezioni almentari; intossicazioni alimentari di origine microbica; tossinfezioni alimentari; in senso stretto; micotossicosi. Contaminazione biologica (4) Infezioni alimentari: da alimento contaminato da microrganismi patogeni riprodotti abbondantemente nel cibo; quadro clinico: febbre e sintomi gastrointestinali (dolori addominali, diarrea, vomito), sepsi in casi + gravi; ag. eziologico: salmonellosi, shigellosi, listeriosi, enteriti da Campylobacter jejuni (prima causa di diarrea nel mondo), enterococchi, ceppi di Escherichia coli, Yersinia enterocolitica, Aeromonas hydrophila. Intossicazioni alimentari di origine microbica: da alimento in cui sono presenti sostanze tossiche (esotossine) prodotte da batteri patogeni tossine patogene ingerite malattia intestinale e SNC; incubazione: 30 min. - 6 ore sintomi: diarrea e vomito, senza febbre, talora manifestazioni neurologiche; ag. eziologico: tossine prodotte da: Staphylococcus aureus enterotossico, Clostridium botulinum, Bacillus cereus Contaminazione biologica (5) Tossinfezioni alimentari in senso stretto: da alimenti con elevata moltiplicazione di microrganismi patogeni (dose infettante elevata)con colonizzazione intestinale e produzione e liberazione nella mucosa intestinale di enterotossine (30% della popolazione dei paesi industrializzati soffre di almeno un episodio di tossinfezione alimentare x anno); gastroenteriti con diarrea da ceppi enteropatogeni di Escherichia coli, da Clostridium perfrigens, da Shighella. Micotossicosi: miceti producono negli alimenti “non trattati”, in particolari condizioni, sostanze tossiche in grado di causare nell’uomo patologie anche gravi; ergotismo: assunzione di cereali contaminati da fungo Cleviceps purpureaproduzione di alcaloidi allucinogeni intossicazionegravi alterazioni del comportamento, aborto, talora morte; intossicazione da aflatossine: da ingestione di alimenti contaminati da sost. tossiche liberate da miceti tossigenici (micotossine da Aspergillus flavus, A. parasiticus) che proliferano su vegetali (es. cereali umidi e prodotti che contengono noci); NB: anche da ingestione di carne, latte e uova di animali alimentati con mangimi contaminati! Deterioramento alimenti (1) Alimento deteriorato/degradato: quando è danneggiato o “alterato” e quindi inadatto x consumo umano (x alterazione delle caratteristiche organolettiche e proprietà nutritive x azione di esoenzimi microbici e di enzimi propri dell’alimento) Fattori favorenti: crescita microbica, ossidazione x esposizione ad aria, disidratazione x temperatura ambientale circostante, umidità x concentrazione H2O in aria circostante, attività enzimatica, fotodegradazione Crescita microbica: flora microbica (occasionalmente virus) residente su superfici esterne di alimenti vegetali e animali senza provocarne deterioramento; microrganismi possono penetrare in alimento x vari meccanismi (attraverso aria, polveri, suolo, acqua, utensili, manipolazione alimenti)deteriorabilità alimento o malattie infettive x presenza di germi patogeni e dei loro prodotti (tossine, enzimi) Deterioramento alimenti (2) 3 tipologie principali di degradazione alimentare da microrganismi: 1.Putrefazione: processo in cui i componenti proteici dell’alimento sono decomposti da microrganismi proteolitici in aminoacidi, amine, ammoniaca e acido solfidrico; 2.Fermentazione: processo in cui alimenti ricchi di carboidrati vanno incontro a decomposizione da parte di microrganismi fermentanti che li riducono ad acidi, alcoli e gas; 3.Rancidità: processo in cui alimenti a base di grassi sono degradati da microrganismi lipolitici in acidi grassi e glicerolo. Deterioramento alimenti (3) A evitare sviluppo microbico negli alimenti con conseguente deterioramento/degradazione concorrono numerosi fattori intrinseci ed estrinseci. Fattori intrinseci: legati a specifiche caratteristiche del cibo: grado di umidità, attività o disponibilità di acqua, pH (pH acido: sviluppo muffe e lieviti; pH neutro o alcalino: batteri che causano proteolisi e e decomposizione anaerobica putrefattiva delle proteine), potenziale ossidoriduttivo (es. sviluppo batteri anaerobi Clostridium se basso potenziale redox), struttura fisica alimento (rivestimento, alimento macinato, alimento impastato), tipo sostanze nutritive che lo compongono, presenza di ag. antimicrobici naturali (inibitori chimici, enzimi, composti fenolici e aldeidici, lisozima) Fattori estrinseci: legati all’ambiente: temperatura, umidità relativa, presenza di gas, tipo e quantità microrganismi contaminanti, composizione popolazione microbica naturale, condizione di partenza del prodotto, tipo di manipolazione, durata e tipo immagazzinamento Conservazione alimenti Tecniche di conservazione più diffuse: refrigerazione, congelamento, inscatolamento, uso di conservanti chimici, filtrazione. Scopo: inibire nell’alimento lo sviluppo dei microrganismi (azione microbiostatica), uccidere i microbi (az. microbicida), prevenire o rimuovere la contaminazione microbica con mezzi meccanici (membrane filtranti), evitare contatto con ossigeno (molecole antiossidanti). Fasi di preparazione alimenti: a > rischio di contaminazione microbica uso in filiera alimentare produttiva di standard igienici di pulizia e asepsi adeguati normativa CE sull’autocontrollo: HACCP (Hazard Analysis & Critical Control Points) Conservazione alimenti: uso di mezzi fisici (1) Rimozione fisica dei microrganismi: nei liquidi uso di filtrazione (birra, vino, acqua, succhi, spremute, bibite) e ultrafiltrazione (latte) con filtri x batteriologia (membrane filtranti) riduzione o eliminazione carica batterica Abbassamento concentrazione osmotica dell’H2O in alimenti: per garantire il controllo dell’“attività dell’H2O” (grado di disponibilità di H2O in un alimento); (1) disidratazione: processo in cui si sottrae H2O libera da alimento mediante evaporazione da esposizione a fonte di calore; (2) essicamento: H2O nell’alimento evapora x esposizione ad aria e a sole. Evaporazione impedisce azione di microbi ed enzimi evitando putrefazione in carni e fermentazione in frutta. Muffe, lieviti e batteri in grado di tollerare i sali e svilupparsi in condizioni di “bassa attività dell’H2O” in alimenti. Conservazione alimenti: uso di mezzi fisici (2) Inscatolamento: inscatolamento (in vetro, metallo, ecc.) e trattamento termico con riscaldamento ad alte temperature (100°C x alimenti fortemente acidi; 121°C x alimenti a bassa acidità) segue raffreddamento rapido con H2O fredda. Impiego della temperatura: o basse temperature: azione microbiostatica; refrigerazione (0/+4 °C) impedisce moltiplicazione germi patogeni, ma non di alcuni microrganismi saprofiti); congelamento (-18°C) e surgelazione (-30/-40 °C) azione di batteriostasi (sospende attività enzimatiche del cibo e dei microrganismi presenti); o alte temperature: cibi in scatola (decontaminazione microbica di cibo e di scatola)+100/+121 °C; autoclave (vapore acqueo ≥+121°C) azione sterilizzante. Conservazione alimenti: uso di mezzi fisici (3) Impiego delle radiazioni: o radiazioni ionizzanti (raggi beta e gamma, penetrano in alimenti) letali x microrganismi; “radappertizzazione” = sterilizzazione con raggi gamma (da cobalto-60) di alimenti umidi (con produzione di perossidi da H2O di cellule microbicheossidazione costituenti cellulari sensibili) + inibizione del germogliamento su prodotti vegetali (es. patate, cipolle) + azione conservante (es. vegetali, frutta, frutti di mare); o radiazioni non-ionizzanti (raggi ultravioletti) disinfettanti in luoghi di produzione e confezionamento alimenti, (es. uso x sanitizzazione di piani di lavoro e di attrezzatura usata x manipolazione, raggi non penetrano in alimenti). Conservazione alimenti: uso di additivi chimici Poiché trattamenti con mezzi fisici producono spesso perdita di caratteristiche organolettiche degli alimenti e alterazione integrità o perdita qualitativa/quantitativa di principi nutritivi (es. vitamine, metalli, lipidi, proteine, acidi nucleici), uso industriale di additivi chimici alimentari con funzioni di conservanti (antimicrobici) e di antiossidanti [es. uso di nitriti, nitrati, nitrito di sodio, solfati, etilformiato, acidi organici (ac. sorbico, propionico, lattico, acetico) in prodotti a base di grano, latticini, vegetali, frutta, carni] (regolato da severe norme e controllati da Autorità sanitarie x possibili rischi sulla salute delle popolazioni). Metodi tradizionali: uso di elevate concentrazioni di cloruro di sodio (sale da cucina), saccarosio (zucchero da cucina) e acido acetico (aceto naturale)pressione osmotica nell’alimento con ”attività dell’H2O”inibizione x disidratazione dello sviluppo dei microrganismi (es. marmellate, gelatine, alimenti in salamoia/insaccati). Sicurezza alimentare Operazioni fraudolente con potenziale rilievo sanitario x alterazione salubrità alimenti… [“frodi sanitarie” del Codice penale]. Adulterazioni: operazione fraudolenta in cui la composizione di un alimento viene modificata senza aggiunte o sostituzioni (es. scrematura parziale del latte, non dichiarata sul prodotto commerciale). Sofisticazioni: modificazione della composizione di un alimento in cui viene effettuata una sostituzione parziale di alcuni componenti dello stesso con altri di minore o nessun valore nutritivo, o di basso prezzo (es. aggiunta di H2O e zucchero al mosto d’uva x ottenere >quantità di vino a costi molto bassi. Contraffazioni: sostituzione di un alimento “etichettato x composizione” con un altro (es. margarina x burro, olio di semi x olio di oliva, vino con alcol metilico invece che etilico!). Sicurezza alimentare: autocontrollo Il concetto di “rischio accettabile”: fissati livelli critici di accettabilità del rischio entro cui non viene compromessa la salute dei consumatori [“Pacchetto Igiene” 2006, regolamenti recepiti da CE 2004]. HACCP: sistema preventivo dell’autocontrollo nella catena produttiva alimentare x garantire sicurezza valuta tutte le tappe della filiera produttiva, da materia prima a prodotto finito (“controllo di filiera”). I 7 principi dell’HACCP: (1) analisi dei pericoli e valutazione del rischio; (2) individuazione dei punti critici di controllo; (3) definizione dei limiti critici; (4) definizione delle attività di monitoraggio; (5) definizione delle azioni correttive; (6) definizione delle attività di verifica; (7) adozione delle modalità di documentazione. Fonte bibliografica Per la parte su igiene della nutrizione e per approfondimenti su igiene degli alimenti vedere capitolo 9 del testo consigliato: Eudes Lanciotti. Igiene per le professioni sanitarie. McGraw-Hill (2012)
