Successfully reported this slideshow.
We use your LinkedIn profile and activity data to personalize ads and to show you more relevant ads. You can change your ad preferences anytime.

The ozone, an innovative tool for microbiological control in dairies

350 views

Published on

Un'interessante pubblicazione di INDUSTRIE ALIMENTARI relativa all'utilizzo dell’ozono, come strumento innovativo per il controllo microbiologico in aziende Lattiero-Casearie tradizionali.

Published in: Technology
  • Be the first to comment

The ozone, an innovative tool for microbiological control in dairies

  1. 1. Industrie Alimentari - LIV (2015) febbraio - 11 SOMMARIO Il legno è impiegato nella produzione di formaggi tradizionali italiani in caseifici artigianali. Tuttavia esso è una potenziale fonte di microrganismi alterativi, in grado di deprezzare le produzioni lattiero-casearie, in quanto difficilmente sanificabile con le tecnologie disponibili sul mercato. È qui presentata un’indagine sulla microflora presente negli scaffali di legno impiegati nella stagionatura di un formaggio a crosta lavata, mediante diverse tecniche di indagine microbiologica. I risultati individuano un complesso ecosistema costituito da microrganismi eucarioti e procarioti. La sanificazione degli scaffali è svolta con ozono dimostrando che questi, abbinato a una pulizia adeguata, assicura una completa sanificazione del legno, permettendo una corretta stagionatura. Il lavoro illustra una innovativa applicazione dell’ozono come utile strumento per la preservazione delle produzioni alimentari tipiche attraverso il mantenimento dei tradizionali strumenti di lavorazione. SUMMARY Wood is used in the production of some traditional Italian cheese in dairies. However, this is a potential source of spoilage agents, able to depreciate cheese, since it is difficult to sanitise effectively using the technologies available on the markets. A characterization, by means of plate count, swap or contact dishes was performed on the microflora found on the wooden shelves used in the seasoning of a smear-ripened cheese. The Results identified a complex ecosystem constituted by eukaryotic and prokaryotic microorganisms. After the microbial survey, the sanitization of wooden shelves was carried out using ozone. Results indicated that the ozone, coupled with an adequate cleaning of the shelves, ensures a complete sanitization of the wood, allowing a safe seasoning of the cheese, while maintaining the use of ancient materials in the building of food factories. In conclusion, this work displays a promising application of ozone that proves to be a useful tool in the preservation of traditional food productions. INTRODUZIONE Illegnoèunmaterialetradizionaleche oggi trova applicazioni nella realizza- zionedialcunialimentifermentatitra- dizionali, come il vino, la birra, l’aceto eiformaggi.L’usodellegnonellapro- duzionediquestialimentihavantaggi scientificamentedimostrati,comel’in- tensoscambiochimicotraalimentoe ambiente o il rilascio di composti con rilevanzasensoriale.Inalcunicasiille- gnoospitaunmicrobiotapeculiaredi una determinata produzione alimen- tare e quindi in grado di determinar- ne, in tutto o in parte, la tipicità e la riconoscibilità sul mercato. Al di là di queste ragioni tecniche esistono poi motivazioni edonistiche e di marke- ting che suggeriscono come il legno rimanga un materiale indispensabile nell’allestimento di laboratori dediti allaproduzionedialimentitradizionali. Purtroppo,l’usodellegnoèaccompa- gnatoanchedaproblemi.Illegnoèun ambienteidealeperlacolonizzazione microbicagrazieallasuaporositàealla R. Guzzon* - E. Franciosi - I. Carafa - R. Larcher - K. Tuohy Fondazione Edmund Mach - Via Mach 1 - 38010 San Michele all’Adige - TN - Italia *email: raffaele.guzzon@fmach.it L’ozono, un innovativo strumento per il controllo microbiologico in aziende lattiero-casearie tradizionali The ozone, an innovative tool for microbiological control in dairies Parole chiave: ozono, formaggio, legno, stagionatura, microorganismi alterativi, alimenti tradizionali Key words: ozone, cheese, wood, seasoning, spoilage microorganisms, traditional food sua inerzia chimico/fisica, in grado di ridurrefortementel’attivitàdellamag- giorpartedegliagentidisanificazione. Lo scopo di questo lavoro è quello di valutare, dopo un’accurata indagine circa lo stato microbiologico delle strutture in legno utilizzate nella sta- gionatura di formaggi, diversi meto- di per la loro pulizia e sanificazione basati sull’impiego dell’ozono. Que- sta molecola trova già numerose ap- plicazioninell’industriaalimentarein quanto ha una provata attività anti- microbica, abbinata ad una elevata eco-sostenibilità e semplicità di uso in quanto tende a scomparire in bre- vissimo tempo senza lasciare alcun residuo. Le tecnologie produttive oggi disponibili consentono poi una notevole flessibilità e adattabilità a diversi contesti sia in termini dimen- sionali che di modalità operative. Traidiversicontestiincuierapossibi- leoperareinambitolattiero-caseario si è scelto uno dei più complessi, ov- vero le assi utilizzate per la stagiona- tura di un formaggio a crosta lavata,
  2. 2. 12- Industrie Alimentari - LIV (2015) febbraio tipico dell’arco alpino. Questa tecno- logia di stagionatura vede il periodi- co lavaggio della superficie esterna delle forme di formaggio con una salamoia, durante tutto il periodo dell’affinamento,inlocalitradizionali comegrotte.Ilperiodicoumettamen- to della crosta apporta al formaggio note sensoriali originali, sulle quali è basata parte della sua riconoscibilità sulmercato,mastimolaanchel’insor- genzadiun’abbondantepopolazione microbica in grado, se non controlla- ta, di alterare le forme di formaggio poste in stagionatura. Questo lavo- ro si propone quindi di individuare applicazioni innovative dell’ozono nell’industria casearia per migliorare e tutelare la produzione di formaggi tradizionali. MATERIALI E METODI Nel presente lavoro sono state prese in considerazione tavole di larice (di- mensione 300 x 40 x 5 cm) utilizzate perlastagionaturadiformaggiacro- sta lavata dell’arco alpino. Le tavole provengono da uno stabilimento produttivo tradizionale e sono state utilizzate per due anni prima dell’in- dagine microbiologica e del succes- sivo trattamento con ozono. Tutte le tavole sono state tagliate longi- tudinalmente, ottenendo porzioni di lunghezza pari a 1 m. Sono stati presi in considerazione tre diversi trattamenti di pulizia e sanificazio- ne. Un trattamento tradizionale, già utilizzato in caseificio, e consistente nel lavaggio delle tavole con acqua calda (50°C) ad alta pressione, e due trattamenti con ozono. I trattamenti con ozono sono stati svolti sia utiliz- zando ozono gassoso, in una appo- sita camera di trattamento (volume 2500 L), sia immergendo le tavole in un bagno di acqua (100 L, tempera- tura15°C)preventivamentearricchi- ta con ozono (40 g/h). In entrambi i casi il trattamento è durato 6 ore. La determinazione della carica mi- crobicasuperficialeèstataeffettuata secondo quanto previsto dalla ISO 1859(2004).Nelleanalisicontampo- neèstatacampionataunasuperficie pari a 100 cm2 . In seguito il tampone è stato trasferito in una fiala conte- nente diluente per microbiologia e da qui, dopo appropriate diluizioni decimali, seminato su terreni di cre- scita specifici per lieviti (WL), batteri lattici (MRS e LB), conta microbica totale (PCA) e coliformi (VRBA). Nel caso di campionamenti effettuati con Piastre Petri Contact (Sarsted, Germany), queste sono state diret- tamente allestite con i diversi terreni selettivi. I risultati sono stati espressi come unità formanti colonia (UFC) perunitàdisuperficie,comeindicato dalla norma ISO 7218 (2007). RISULTATI E DISCUSSIONE Le risultanze delle indagini micro- biologiche sulla superficie delle ta- vole di stagionatura, prima dei trat- tamenti di lavaggio e sanificazione, sono riportate in Tab. 1. La carica microbica totale risulta essere molto elevata, superiore al milione di UFC per cm2 di superfice. Una tale con- centrazione microbica risulta supe- riore,dialmeno3unitàlogaritmiche, a quanto comunemente trovato in superfici di stabilimenti alimentari tradizionali costituite da materiale non facilmente sanificabili come legno, pietra o cemento. Tale situa- zione è sicuramente da imputarsi al trattamento di bagnatura della cro- sta del formaggio che, aumentan- do l’umidità del sistema, stimola la crescita microbica. All’interno della popolazione le forme batteriche do- minanonettamenterispettoailieviti (Tab. 1). Da un’indagine microbio- logica più approfondita è possibile evidenziare la presenza di numerosi Tabella 1 - Contaminazione microbica delle tavole di legno di larice per la stagionatura di formaggi a crosta lavata. Campione Conta microbica totale a Lieviti totali Conta batterica 30°C (UFC/cm2 ) (UFC/cm2 ) (UFC/cm2 ) Tavola nativa (n = 10) 2,5 ± 1,6 x 106 1,2 ± 0,9 x 105 2,4 ± 1,6 x 106 Tavola dopo lavaggio tradizionale con acqua calda (n = 10) 1,1 ± 0,9 x 104 3,8 ± 6,2 x 102 1,7 ± 1,1 x 104
  3. 3. Industrie Alimentari - LIV (2015) febbraio - 13 generi microbici non strettamente legati alla caseificazione. I batteri appartenenti al genere Lactococcus rappresentano meno dell’1% della popolazione; non è stato possibile individuare batteri Coliformi. Anche traifunghinonsievidenzianospecie con rilevante significato tecnologi- co. Queste prime evidenze indicano come la popolazione microbica pre- sente sulle tavole di stagionatura sia del tutto peculiare rispetto a quanto solitamente isolato in ambiente ca- seario. Tali differenze sono proba- bilmente riconducibili allo specifico ambiente considerato in questo la- vorochepresentafattoriselettividel tutto singolari tra cui l’elevata umi- dità associata a notevoli concentra- zioni saline, la presenza di materiali porosi come il legno ove le colonie microbichepossonoistallarsi(Fig.1) e temperature molto basse, inferiori a 15°C, dovute alla permanenza in grotte delle tavole. Ilsuccessivostepdellavorohariguar- dato l’analisi microbiologica delle tavole, dopo il tradizionale lavaggio con acqua calda ad alta pressione. Il trattamento ha indotto un abbatti- Fig. 1 - Osservazione (60X) della superficie delle tavole di legno di larice per la stagionatura di formaggi a crosta lavata. È evidente l’abbondante residuo organico lasciato dal formaggio e la struttura eterogenea del legno. mento piuttosto limitato della carica microbica, prevalentemente a carico deilievitimentreibatterisonorimasti presenti in concentrazioni superiori alle105 UFC/cm2 (Tab.1).Lascarsaeffi- cacia del trattamento di lavaggio tra- dizionaleèprobabilmentedaattribu- irsi a due fattori: la natura porosa del legno che favorisce l’insediamento profondodiformemicrobicheel’atti- vitàbiofilmogenadeimicrorganismi, in grado di creare strutture esocellu- lari resistenti ai trattamenti di pulizia. Dal punto di vista qualitativo, non si evidenziano variazioni significative dellespeciemicrobichepresentisulle tavole. Prevalgono microrganismi di scarso valore tecnologico ma forte- mente adatti al particolare contesto oggetto di indagine. Come descritto nel precedente pa- ragrafo l’ozono è stato testato come agente sanitizzante sia in forma gassosa che liquida, considerando sia le tavole non lavate che quel- le precedentemente pulite con il trattamento tradizionale. La scelta di utilizzare l’ozono in due diver- se forme è dettata dalla possibilità di adattare il trattamento a diversi contesti operativi. L’ozono gassoso risulta più adeguato al trattamento di celle di affinamento o stagiona- tura o comunque ad aree confinate e di conformazione elementare ove è possibile garantire una omogene distribuzione del gas (botti, vasche, silos). La soluzione acquosa è invece da preferirsi nel caso di strutture di piccole dimensioni ma caratteriz- zate da design complesso ove una fase liquida trova maggiore facilità di penetrazione. In Fig. 2 è riportato il calo della popolazione microbica misurato sulle tavole non lavate, dopo i diversi trattamenti con ozo- Fig. 2 - Abbattimento microbico su tavole di legno di larice per la stagionatura di formaggi a crosta lavata ottenuto con trattamenti con ozono in fase gassosa e acquosa.
  4. 4. 14- Industrie Alimentari - LIV (2015) febbraio no. Analogamente in Fig. 3 sono riportati i risultati dei test condotti sulle tavole precedentemente la- vate. Nel caso delle tavole sporche l’ozono in fase acquosa ha dimo- strato la maggiore efficacia, abbat- tendo la popolazione microbica al di sotto delle 2 unità logaritmiche (Tab. 2). Nelle stesse condizioni operative l’ozono gassoso ha dato risultati non significativi, in quanto la carica microbica è rimasta immu- tata, nell’ordine delle 6 unità loga- ritmiche per cm2 . I test svolti sulle tavole lavate hanno dato risultati diametralmente opposti. In questa situazione l’ozono gassoso ha dato i migliori risultati determinando una sostanziale sterilità delle tavole di legno (Tab. 2), laddove l’ozono in fase acquosa ha lasciato una carica microbica residua nell’ordine del- Fig. 3 - Abbattimento microbico su tavole di legno di larice per la stagionatura di formaggi a crosta lavata, sottoposte a trattamento di pulizia con acqua calda ad alta pressione, mediante trattamenti con ozono in fase gassosa e acquosa. le 4 unità logaritmiche, risultando pertanto non soddisfacente. Il di- verso comportamento dell’ozono è da ascrivere sia al meccanismo di azione di questo agente sanifican- te, sia al diverso stato delle tavo- le (Fig. 4). Nel primo caso, ovvero quello relativo ad assi non preven- tivamente lavate, l’ozono acquoso ha consentito anche una rimozione fisica del biofilm superficiale ed una maggiore efficacia di penetrazione nel legno. Tuttavia l’elevata presen- za di sostanza organica ha ridotto l’efficacia dell’ozono consentendo la sopravvivenza di una, seppur li- mitata, popolazione microbica. Nel secondo caso, su di una superficie già priva di residui organici (Fig. 4), l’ozono gassoso ha esplicitato l’a- zione più efficace in quanto imme- diatamente disponibile all’azione antimicrobica senza interferenze di natura chimico/fisica dovute alla presenza di acqua. CONCLUSIONI Le produzioni alimentari tradizionali incontranooggidifficoltàdovutealla necessità di garantire adeguati stan- Tabella 2 - Popolazione microbica residua sulle tavole di legno di larice per la stagionatura di formaggi a crosta lavata dopo trattamenti con ozono. Campione Trattamento Conta microbica totale a 30°C Lieviti totali Conta batterica (UFC/cm2 ) (UFC/cm2 ) (UFC/cm2 ) Tavole native (n = 5) Ozono gassoso 1,1 ± 1,2 x 104 3,1 ± 3,6 x 105 3,1 ± 3,6 x 105 Tavole lavate (n = 5) Ozono gassoso 7.5 ± 3.0 <1 5,0 ± 2,0 Tavole native (n = 5) Ozono acquoso 3,0 ± 2,5 x 101 1,9 ± 2,0 x 102 2,4 ± 1,7 x 102 Tavole lavate (n = 5) Ozono acquoso <1 3,8 ± 3,5 x 103 7,9 ± 3,8 x 103
  5. 5. Industrie Alimentari - LIV (2015) febbraio - 15 dard igienici in laboratori e impianti produttivi tradizionali, costruiti con materialispessodidifficiletrattamen- to. L’eliminazione di questi materiali a favore di impianti più moderni non sempre è praticabile sia per motivi legati al marketing, sia per ragioni di tipo tecnologico. Il legno ad oggi risulta difficilmente sostituibile in di- versi contesti agroalimentari e per- tanto l’individuazione di adeguati mezzi di sanificazione è di primaria importanza. In questo contesto l’o- zonorappresentaunvalidostrumen- to. Già ampiamente sperimentato su prodottiortofrutticoli,uva,bottievasi vinari, oggi è dimostrata per la pri- Fig. 4 - Confronto tra tavole native (A) e dopo il lavaggio e il trattamento con ozono in fase gassosa (B). ma volta la sua applicabilità a cotesti lattiero caseari tradizionali. Anche in questa situazione l’ozono è risultato essere un agente sanitizzante dota- to di ottima attività antimicrobica, in particolare laddove trattamenti pre- ventivi di pulizia abbiano eliminato i residuiorganicipiùgrossolani.Inque- sto modo è stato possibile ottenere un completo abbattimento della ca- ricamicrobicacontaminanteanalogo a quello comunemente ottenibile su materiali plastici e gli acciai. RINGRAZIAMENTI Si ringrazia Davide Zironi (Moving Fluid) per il supporto tecnico legato alla fornitura del ge- neratore di ozono e l’interesse dimostrato per questa sperimentazione. BIBLIOGRAFIA - Brennan N.M., Cogan T.M., Loessner M., & Scherer S. (2004). Bacterial surface-ripened cheeses.Fox,P.F.,McSweeney,P.L.H.,Cogan, T.M.,&Guinee,T.P.(Eds.),Cheese:Chemistry, physics and microbiology (3rd ed.) Elsevier, London, UK 2, 199-225. - Corsetti A., Rossi J., & Gobbetti M. (2001). In- teractionsbetweenyeastsandbacteriainthe smear surface-ripened cheeses. International Journal of Food Microbiology, 69, 1-10. - Dolci P., Zenato S., Pramotton R., Barmaz A., AlessandriaV.,RantsiouK.,&CocolinL.(2013). Cheese surface microbiota complexity: RT-PCR-DGGE, a tool for a detailed picture? International Journal of Food Microbiology, 162, 8-12. - Fontana C., Cappa F., Rebecchi A., & Coccon- celli P. S., (2010). Surface microbiota analysis of Taleggio, Gorgonzola, Casera, Scimudin and Formaggio di Fossa Italian cheeses. International Journal of Food Microbiology, 138, 205-211. - Guzzon R., Nardin T., Micheletti O ., Nicolini G., Larcher R. (2013). Antimicrobial activity of ozone. Effectiveness against the main wine spoilage microorganisms and evaluation of impact on simple phenols in wine. Australian journal of grape and wine research, 19, 180- 188. - GuzzonR.,WidmannG.,MalacarneM.,Nardin T., Nicolini G., Larcher R. (2011). Survey of the yeast population inside wine barrels and the effects of certain techniques in preventing microbiological spoilage. European food research and technology, 233, 285-291. - Horvitz S., Cantalejo M.J. (2014). Application of ozone for the Postharvest Treatment of FruitsandVegetables.Criticalreviews infood science and nutrition. 54, 312-339. - MahapatraA.K.,MuthukumarappanK.,Julson J.L.(2005).Applicationsofozone,bacteriocins and irradiation in food processing: a review. Critical reviews in food science and nutrition, 45, 447-461. - Mariani C., Briandet R., Chamba J. F., Notz E., Carnet-Pantiez A., Eyoug R.,N., & Oulahal N. (2007). Biofilm Ecology of Wooden Shelves Used in Ripening the French Raw Milk Smear CheeseReblochondeSavoie.JournalofDairy science, 90, 1653-1661. - Marriott N., Gravani R.B. (2006). Principles of Food Sanitation. Springer eds.
  6. 6. anno 53 - n. 554 febbraio 2015 INDUSTRIE ALIMENTARI CON IL PATROCINIO DI Sped.inA.P.-D.L.353/2003(Conv.inL.27/02/2004n°46)art.1comma1DCBTO-n.02/2015-IP-ISSN0019-901X CHIRIOTTI EDITORI - 10064 PINEROLO - ITALIA - Tel. 0121393127 - Fax 0121794480 - info@chiriottieditori.it Exellence in Colour Management Precise colour control is essential. More objective than the human eye. Giving Shape to ideas

×