conter_microbiologia_dei_salami_modalita_compatib

Modificazioni microbiologiche
negli insaccati
Dr. Mauro Conter
1
Salame: definizione
secondo il DM 21/09/2005 (MIPAF) il salame è:
–
–
2
prodotto di salumeria costituito da carni ottenute da
muscolatura striata appartenente alla carcassa del
suino con aggiunta di sale ed eventualmente di carni
di altre specie animali, macinate e miscelate con
grasso suino in proporzioni variabili, ed insaccato in
budello naturale o artificiale.
Non possono essere chiamati “salami” gli insaccati
fabbricati senza carni suine, prodotti di natura
diversa, né quelli contenenti carni separate
meccanicamente (cioè sfibrate).
Si tratta di un
prodotto
FERMENTATO
3
Conservazione degli alimenti attraverso
la fermentazione
Gli alimenti che si conservano con la fermentazione,
oltre al salame, sono numerosi: vino, birra, yogurt,
formaggi, prodotti da forno (panettone), insilati.
Tutti questi alimenti hanno in comune:
–
–
–
Al termine delle fermentazioni:
–
–
4
necessitano di operazioni preliminari per la preparazione,
necessitano di contenitori adeguati (budello),
vengono prodotti in assenza di aria.
gli zuccheri fermentescibili devono essere esauriti,
il pH deve essere basso.
L’effetto delle fermentazioni e della
stagionatura porta a:
–
–
–
5
Abbassamento dell’umidità,
Abbassamento dell’attività dell’acqua,
Abbassamento del pH
I microrganismi in grado di svilupparsi in
condizioni di anaerobiosi, di tollerare bassi pH e
di dare origine a fermentazioni gradevoli non
sono molti e sono:
–
–
6
i lieviti (fermentazione alcolica)
i batteri
Nel caso dei salumi, i microbi che intervengono
sono quelli lattici, mentre i lieviti hanno un ruolo
secondario.
I Batteri
7
Rappresentano un gruppo molto numeroso di
organismi, distinti dagli animali e dai vegetali a
causa dell’organizzazione cellulare.
Sono organismi molto piccoli.
Fanno parte del Regno Procarioti.
Alcuni batteri svolgono un’azione utile per la
maturazione
Altri hanno effetti negativi:
–
–
8
Batteri alteranti
Batteri patogeni
Le fermentazioni spontanee e quelle
con colture microbiche selezionate
I prodotti fermentati sono molto antichi. Quando la
materia prima viene messa in condizioni adeguate, i
processi fermentativi partono spontaneamente ad opera
di microrganismi che naturalmente la contaminano.
Oggi si conoscono bene i microrganismi che danno luogo
alle fermentazioni utili e le condizioni che permettono il
loro sviluppo.
–
–
9
In certi casi, affidare i processi fermentativi ai batteri che
naturalmente contaminano le carni può essere pericoloso, perché
non tutti sono in grado di dare risultati ottimali.
Per questo si può intervenire con l’aggiunta di colture microbiche
selezionate di ceppi idonei
Umidità = contenuto di acqua
65
UR (% )
60
55
50
45
40
35
10
0
10
20
30
40
Attività dell’acqua = acqua libera
0,98
Aw
0,96
0,94
0,92
0,90
0,88
0
11
10
20
30
40
pH = acidità
5,8
5,6
pH
5,4
5,2
5,0
4,8
0
12
10
20
30
40
I salami
13
Salami a lenta acidificazione
o a lunga stagionatura
14
La definizione non si riferisce solo al tempo di
stagionatura, ma anche al tempo durante il quale si
sviluppano e arrivano a termine le fermentazioni.
La variazione di pH è limitata e dopo aver raggiunto il
minimo a 5,0-5,3 attorno alla 2°-3°settimana, risale
durante la stagionatura.
Micrococchi e lattobacilli sono i generi microbici
principali. I primi divengono la popolazione dominante già
dai primi giorni. I lattobacilli si moltiplicano più lentamente
e il loro numero resta più o meno costante fino a fine
stagionatura.
L’inattivazione dei patogeni e degli alteranti è legata
all’abbassamento dell’aw (stagionatura e sale).
Salami a rapida acidificazione
15
In questi salami si ha una prima fase di
fermentazione, nella quale i lattobacilli
divengono rapidamente la flora dominante e
acidificano l’impasto, inibendo i patogeni e gli
alteranti.
La velocità di diminuzione del pH e il valore a
fine stagionatura sono le caratteristiche
principali di questi prodotti.
I processi fermentativi
16
L’impasto come terreno nutritivo
17
Per vivere, i batteri hanno bisogno di sostanze
nutritive
La carne tritata rappresenta un mezzo nutritivo per
molti microrganismi, grazie al contenuto in elementi
nutritivi (azoto, carbonio, vitamine, acidi organici,
acqua, ecc.).
Le carni, però, sono ricche di composti azotati
(proteine) e carenti in carboidrati (o zuccheri).
I microrganismi dell’impasto
18
Dopo triturazione la carne contiene
molte cellule microbiche di gruppi
differenti
La loro presenza è dovuta a
contaminazione ambientale durante le
fasi di lavorazione.
Tali microrganismi appartengono alle
seguenti famiglie
Micrococcacee: micrococchi e stafilococchi
–
Batteri lattici
–
–
19
(Staphylococcus e Kocuria)
a cellule sferiche (Streptococcus, Pediococcus, Enterococcus),
a con cellule bastoncellari (Lactobacillus)
Enterobatteriacee (coliformi, E. coli, Salmonella e altri).
Batteri anaerobi quali Clostridium botulinum
Altri batteri Gram + quali Listeria monocytogenes
Lieviti
Muffe (Penicillium e Aspergillus)
Micrococcacee
Lactobacillus
Lattici
20
Staphylococcus
Pediococcus
Sviluppo microbico
Le condizioni che si vengono a creare nell’impasto dopo
l’insacco, dovute alla presenza di sale, nitrati, nitriti,
zuccheri, alla temperatura di esposizione e allo stato di
anaerobiosi, sono tali da inibire lo sviluppo della maggior
parte dei microrganismi prima elencati.
–
–
21
In particolare il sale inibisce le Enterobatteriacee.
I nitriti agiscono sui clostridi (es. C. botulinum).
In definitiva i batteri che riescono a moltiplicarsi
nell’impasto sono i micrococchi (aerobi), gli stafilococchi,
i lattobacilli e i pediococchi, gli enterococchi
I micrococchi e gli stafilococchi
Ai rappresentanti della fam. Micrococcacee
viene attribuita una partecipazione
importante alle fermentazioni.
Sono aerobi obbligati e quindi hanno scarsa
possibilità di sviluppo prolungato.
All’inizio, dopo l’insacco, nell’impasto rimane
una certa quantità di aria che ne consente
uno sviluppo immediato.
–
22
Si tratta infatti, di batteri vigorosi, presenti in buon
numero nelle carni e favoriti dalle condizioni
ambientali.
Funzioni 1
23
consumano l’ossigeno presente nell’impasto, e
creano le condizioni di anaerobiosi;
riducono i nitrati a nitriti e quindi rendono attivi
questi composti nei confronti dei batteri nocivi
(clostridi);
eliminano l’acqua ossigenata eventualmente
prodotta dai lattobacilli;
Funzioni 2
posseggono attività proteolitica, anche se
non molto elevata.
sono coinvolti nell’attività lipolitica, cioè nella
liberazione degli acidi grassi;
successivamente gli aa. grassi liberi possono
essere ossidati per formare composti che
–
24
impartiscono gusti gradevoli.
Presenza di Staphylococcus aureus
S. aureus può svilupparsi nell’impasto dei
salami: ha un buon grado di alofilia, è aerobioanaerobio facoltativo, sviluppa bene tra i 15 e i
20°C ed è sempre presente
–
–
25
nelle materie prime
sull’uomo.
Il numero di cellule presenti dopo l’insacco
varia notevolmente, ma generalmente è
intorno a 103/g (1.000/g).
S. aureus è ostacolato da bassi valori di pH.
Staphylococcus aureus
Non altera il prodotto
Può produrre tossine dannose per l’uomo
–
–
Si trova sulla cute di animali e UOMO
–
–
26
termo-stabili
causano vomito entro 3 ore dall’ingestione
IGIENE
Coltelliere (82°C)
I batteri lattici
27
I batteri lattici, e in particolare i lattobacilli, costituiscono
la flora microbica principale.
Le loro caratteristiche di tolleranza al sale, ai nitriti, il
comportamento verso l’O2, la capacità di svilupparsi a
bassi valori di pH, la presenza iniziale in buon numero
nelle carni, consentono rapidi sviluppi negli impasti.
Si moltiplicano dopo i micrococchi e si moltiplicano più
intensamente.
Sono più esigenti in fatto nutrizionale, ma nell’impasto
trovano tutto ciò di cui necessitano.
Specie
Tutti i batteri lattici possono svilupparsi nei salami:
–
–
28
i lattobacilli omo ed eterofermentanti,
gli streptococchi e i pediococchi
Predominano i lattobacilli mesofili omofermentanti,
(Lactobacillus plantarum, L. casei subsp.
pseudoplantarum, L. curvatus, L. sake).
Buone possibilità di moltiplicarsi hanno anche gli
eterofermentanti, quali L. brevis e L. fermentum.
Occasionali sono i pediococchi Pediococcus
acidilactici e P. pentosaceus.
Batteri lattici omofermentanti:
–
dalla fermentazione degli zuccheri producono solo acido
lattico e anidride carbonica
Batteri lattici eterofermentanti:
dalla fermentazione producono acido lattico,
ma anche
– acido acetico,
– alcol etilico (etanolo),
– anidride carbonica (maggiori quantità).
–
29
Funzioni
Svolgono le funzioni più importanti.
Riducono il nitrito a ossido d’azoto (colore).
Sono gli agenti delle fermentazioni lattiche degli
zuccheri e sono fortemente acidogeni a causa della
formazione di ac. lattico (omof.) o di ac. lattico e ac.
acetico (eterof.).
Il loro sviluppo è molto rapido: già dopo 3-4 gg
dall’insacco sono presenti in numero elevato e tutti gli
altri gruppi risultano sopraffatti.
La conseguenza di questo sviluppo è l’esaurimento
degli zuccheri e l’abbassamento del pH.
–
30
L’abbassamento del pH determina la coagulazione proteica, il
contributo positivo alla formazione del colore e la stabilità
microbiologica del prodotto.
L’azione acidificante
31
Il pH dei salami a fine fermentazione,
dovrebbe essere pari o inferiore a 5,3.
Questi valori di pH permettono alla carne di
rilasciare rapidamente l’umidità.
Una fermentazione inadeguata porta a
un’insufficiente asciugamento, a prodotti
molli, a collasso del prodotto e ad altri
inconvenienti e rende possibile lo sviluppo di
batteri alteranti o tossigeni.
pH
6
5,8
5,6
5,4
5,2
5
4,8
0
6
12
18
24
Giorni di fermentazione
32
30
36
Gli Zuccheri (i carboidrati)
L’impasto dei salami contiene zuccheri (glucosio)
che vengono convertiti ad ac. lattico.
Le quantità iniziali sono basse ed è quindi possibile
aggiungere zuccheri.
L’impiego dei diversi zuccheri non è indifferente:
–
–
33
il glucosio e il saccarosio vengono rapidamente fermentati,
il lattosio dà origine a processi più lenti, ostacolando la
disacidificazione che avviene nella seconda parte della
maturazione ad opera delle muffe.
Per questo motivo, mentre l’aggiunta di saccarosio o
glucosio varia tra lo 0,1 e lo 0,2%, il lattosio deve
essere impiegato in quantità superiori (0,5-2%).
Glucosio
Saccarosio
34
Fruttosio
Galattosio
Lattosio
L’inibizione di altri batteri
L’azione dei nitriti è più intensa quanto più è
basso il pH.
L’ac. lattico inibisce la crescita di microbi
sensibili ai nitriti o al pH basso anche per
azione diretta sulle cellule.
I lattici e i pediococchi producono
batteriocine
–
35
attive soprattutto verso S. aureus.
Formazione di amine tossiche
36
Gli alimenti fermentati contengono una certa
quantità di amine tossiche, soprattutto
istamina e tiramina.
La quantità dipende dalla durata della
stagionatura.
Sono prodotte da batteri che degradano gli
aminoacidi.
Riepilogo delle
fermentazioni
37
Le fermentazioni naturali 1
38
Il primo fatto che si verifica è l’inibizione della
maggior parte dei batteri per effetto della
salagione, a vantaggio di micrococcacee e
lattici.
I primi batteri che si moltiplicano sono i
micrococchi, il cui sviluppo si ferma quando
termina l’ossigeno.
Seguono poi gli stafilococchi, i lattici e i
pediococchi
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
0
39
15
30
60
Lattobacilli
Micrococcacee
Enterococchi
Coliformi
Stafilococchi coagulasi positivi
Le fermentazioni naturali 2
Per effetto di questi sviluppi si verifica:
–
–
–
–
–
40
esaurimento dell’ossigeno,
riduzione dei nitrati a nitriti,
esaurimento degli zuccheri fermentescibili,
abbassamento del pH,
idrolisi delle proteine e dei grassi.
Le fermentazioni naturali 3
Se i lattici sono scarsi
–
–
41
si può sviluppare S. aureus,
possono prendere il sopravvento i lattici
eterofermentanti che producono anidride carbonica
(gonfiore, presenza di piccole cavità) e acido acetico
(gusto non gradevole).
La mancanza del rispetto delle norme igieniche
porta a sviluppo eccessivo di coliformi o di
streptococchi fecali (alterazioni del gusto e del
profumo).
Le fermentazioni guidate 1
Prevengono alcuni inconvenienti che si possono
verificare con le fermentazioni naturali.
Le colture più usate comprendono i lattici che
devono avere alcune caratteristiche:
–
–
–
–
–
42
–
Tolleranza verso il sale,
Resistenza ai nitriti,
Temperatura di sviluppo intorno a 15-18°C,
Produzione di solo ac. lattico,
Azione proteolitica e lipolitica,
Inibizione dei batteri nocivi.
Le fermentazioni guidate 2
Il batterio lattico più idoneo è Lactobacillus
plantarum (altri: L. sake, L. alimentarius):
–
–
43
Alotollerante, resiste ai nitriti, sviluppa anche a meno
di 20°, è omofermentante, inibisce S. aureus.
Presente nelle fermentazioni naturali.
All’inizio si sono affermati i pediococchi (P.
acidilactici e P. pentosaceus) facilmente
liofilizzabili.
Spesso associate le tre specie
Preparazione e uso degli starter
44
Gli starter devono essere aggiunti all’impasto
in modo da partire da 106 (1.000.000) batteri/g di
impasto.
Le colture possono essere liofilizzate o
congelate (o prodotte nel salumificio).
I batteri indesiderati
45
Le carni presentano un certo grado di
inquinamento microbico
Macellazione, acqua di scottatura,
eviscerazione
Sezionamento e lavorazione
46
Specie indesiderate più frequenti
Patogene
Alteranti
47
Specie
Enterobatteriacee e Coliformi
–
–
48
Origine
Escherichia coli
Salmonella
Ambiente, feci, carni
animale & uomo
Staphylococcus aureus
Cute
animale & uomo
Clostridium botulinum
Ambiente, terra
spezie
Listeria monocytogenes
Ambiente, carni
Lattici eterofermentanti
Ambiente, carni
Soluzioni
1.
2.
3.
4.
5.
6.
49
Igiene
Igiene
Igiene
Igiene
Igiene
Igiene
Le muffe
50
Nelle celle di maturazione, le spore fungine
vengono a contatto con il budello e iniziano a
moltiplicarsi.
All’inizio il micelio si localizza nelle parti sotto le
quali si trova la parte magra dell’impasto.
Dapprima rado, il micelio si infittisce e copre
tutta la superficie.
Il colore preferito è il bianco o il bianco grigio (in
alcuni casi si usa la fecola di riso)
51
52
Le specie fungine più frequenti
Il genere più frequente è Penicillium
–
–
Altri generi sono: Aspergillus e Cladosporium
–
53
è il primo a svilupparsi
Specie a micelio bianco e specie a micelio verde
si sviluppano in un secondo momento, quando si
abbassa l’aw
Esistono anche specie tossiche (micotossine)
Lo sviluppo non è solamente superficiale, ma
anche nell’interno del prodotto
Funzioni
54
Permettono un asciugamento più uniforme del
prodotto,
Riducono il calo in peso di circa il 7%,
Facilitano la “sbucciatura” della pelle del salame,
Disacidificano il salame consumando l’ac. lattico
e portano il pH a 6 (fine stagionatura)
(dall’esterno all’interno),
Impediscono l’ossidazione dei grassi,
Hanno azione lipolitica e proteolitica,
Migliorano le caratteristiche organolettiche
Le muffe selezionate
In alcuni casi è possibile utilizzare una flora
fungina selezionata per guidare
l’ammuffimento.
Le muffe devono:
–
–
–
–
55
Sviluppare agevolmente sugli insaccati,
Non produrre tossine,
Avere micelio bianco o bianco-grigio,
Avere attività proteolitica e lipolitica.
Ultima nota: Alcuni additivi
NITRATI E NITRITI
–
–
–
–
56
E 249 Nitrito di potassio
E 250 Nitrito di sodio
sale nitritato o nitrisal:
50% sale + 50% nitrito
E 251 Nitrato di sodio
E 252 Nitrato di potassio
(salnitro)
Aggiunto Residuo
15 g/q
15 g/q
50mg/kg
50mg/kg
30 g/q
30 g/q
30 g/q
250mg/kg
250mg/kg
Ac. ASCORBICO
–
E 300 Acido l-ascorbico
200 g/q