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Primi studi nell'applicazione della tecnologia al plasma nella sterilizzazione di alimenti contaminati da funghi e batteri

Informazioni tesi

  Autore: Andrea Gazzola
  Tipo: Laurea liv.II (specialistica)
  Anno: 2009-10
  Università: Università degli Studi di Torino
  Facoltà: Scienze Matematiche, Fisiche e Naturali
  Corso: Biologia
  Relatore: Giorgio Gilli
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 91

Tutti gli alimenti si alterano attraverso un naturale processo di invecchiamento chiamato deterioramento. Per migliaia di anni gli uomini hanno utilizzato tecniche come l’essiccamento, la salagione e l’affumicamento per fronteggiare l’alterazione dei cibi e prolungare nel tempo la loro conservabilità, periodo nel quale l’alimento è sicuro, apprezzabile e nutriente. La conservazione dei prodotti quindi è legata al mantenimento da parte dell’alimento stesso delle proprie caratteristiche di qualità igienico-sanitaria, commerciale e organolettica. Visti l’uso sempre più massiccio di prodotti freschi pronti all’uso per via del mutato stile di vita e i limiti degli attuali sistemi di conservazione, recentemente sono stati proposti nuovi metodi per la decontaminazione degli alimenti a temperatura ambiente e una di queste metodiche è la disinfezione con il plasma. Esso viene prodotto sottoponendo un gas ad un campo elettrico: il gas, privo di attività battericida intrinseca, la acquista dopo essere stato attivato dalla scarica elettrica. Recenti studi riportati in letteratura hanno suggerito che la sterilizzazione con il plasma potrebbe essere una valida alternativa ai tradizionali metodi di decontaminazione di materiali sensibili al calore o per gli alimenti in quanto essa si è dimostrata in grado di eliminare i batteri presenti sulle superfici trattate senza alterare il substrato. Lo scopo di questo lavoro è stato quello di sperimentare l’efficacia di un plasma freddo e a bassa pressione nell’inattivazione di funghi e batteri. Gli esperimenti sono stati condotti in un primo tempo su colture pure di A. brasiliensis e di E. coli e in una seconda fase su pistacchi contaminati dei quali è stato anche valutato il carico mutageno prima e dopo il trattamento con il test di Ames al fine di verificare se l’esposizione al plasma potesse dare origine a composti tossici o mutageni.
Le colture pure e gli alimenti in questione sono stati sottoposti all’azione del plasma per diversi tempi di trattamento. Dopo l’esposizione, l’efficacia del trattamento sterilizzante è stato valutato con tecniche microbiologiche calcolando la riduzione in scala logaritmica. I risultati dello studio sono stati una riduzione di 3Log per le colture pure di A. brasiliensis utilizzando ossigeno o argon puri per 30 minuti; una riduzione di 4Log su colture di E. coli ottenuta in 1 minuto di trattamento con plasma ad ossigeno e 30 secondi con plasma ad argon; un abbattimento di 1Log per i miceti e 2Log per il carico batterico presenti sui pistacchi trattati per 15 minuti con plasma ad ossigeno.
L’efficacia sui pistacchi è quindi risultata inferiore a quella sulle colture pure probabilmente per via della loro conformazione che non consente al plasma di raggiungere i frutti in modo uniforme. Altro interessante risultato è stato l’abbattimento del carico mutageno dei pistacchi contaminati rilevato con il ceppo TA98 di Salmonella typhimurium in assenza di attivazione metabolica.
I risultati ottenuti suggeriscono che questa tecnologia possa offrire delle buone possibilità di applicazione su tutti gli alimenti destinati al consumo umano, ma per arrivare ad una sua applicazione in campo industriale la tematica dovrà essere sicuramente ancora approfondita.
Ulteriori sviluppi della ricerca saranno quindi quelli di trovare i parametri ideali per raggiungere la maggior efficacia nell’abbattimento dei microrganismi negli alimenti e l’utilizzo di questa tecnologia per la riduzione dei contaminanti chimici negli alimenti per garantire al consumatore un prodotto che, mantenendo le stesse caratteristiche organolettiche e nutrizionali, sia più sicuro per la salute. Infine tale tecnologia dovrà essere anche applicata ai materiali da imballaggio al fine di prolungare la shelf-life dei prodotti con grandi vantaggi, sia per il consumatore che potrebbe così trovare prodotti con scadenze prolungate, sia per il distributore ed il produttore che avrebbero probabilmente una minor quantità di prodotti resi o da eliminare.

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1. INTRODUZIONE Tutti gli alimenti si alterano attraverso un naturale processo di invecchiamento chiamato deterioramento. Per migliaia di anni le persone hanno utilizzato tecniche come l’essiccamento, la salagione e l’affumicamento per fronteggiare l’alterazione dei cibi e prolungare nel tempo la loro conservabilità, periodo nel quale l’alimento è sicuro, apprezzabile e nutriente. La conservazione dei prodotti quindi è legata al mantenimento da parte dell’alimento stesso delle caratteristiche proprie di qualità igienico-sanitaria, commerciale e organolettica. I microrganismi sono stati riconosciuti essere i principali responsabili dell’alterazione e trasformazione delle derrate alimentari. In un secondo momento apparve chiaro come l’attività microbica fosse mediata da enzimi, molecole di natura proteica, presenti in tutte le cellule, o da queste prodotte e secrete, con funzione di catalizzatori, indispensabili per lo svolgersi di qualsiasi reazione metabolica. Sono state individuate anche altre cause di alterazione degli alimenti come reazioni puramente chimiche, non mediate da enzimi, che insieme agli agenti fisici contribuiscono in maniera sostanziale al deterioramento delle sostanze alimentari. Riassumendo è possibile schematizzare le cause di alterazione degli alimenti in due gruppi: cause biologiche che comprendono enzimi presenti nell’alimento stesso e microrganismi; cause fisico chimiche, che invece comprendono ossigeno, radiazioni, calore, variazioni del contenuto idrico. Avvicinandoci ai nostri giorni, l’affermazione di un mutato stile di vita generato da tempi molto frenetici, dall’inserimento della donna nel mondo del lavoro, dall’aumento dei pasti fuori casa, la globalizzazione dei prodotti alimentari, l’esigenza di dedicare poco tempo in cucina, hanno introdotto la necessità di disporre sempre più di prodotti predisposti all’uso nel breve periodo (es. verdure già lavate), ma anche di prodotti precucinati di natura complessa. Tutto questo ha portato ad un’inarrestabile evoluzione dei metodi di conservazione degli alimenti che hanno l’obbiettivo comune, attraverso diverse azioni, di creare un ambiente sfavorevole alla vita, allo sviluppo e all’attività dei microrganismi, agendo sui fattori che influenzano la vita di questi ultimi. Tra i metodi più usati si annoverano l’utilizzo delle basse temperature (refrigerazione e congelamento), l’uso del calore (pastorizzazione e sterilizzazione), i trattamenti chimici (ossido di etilene), l’uso di radiazioni elettromagnetiche (raggi UV, X, γ) e l’utilizzo delle alte pressioni. 3

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