Uso dell'ozono per la riduzione delle muffe nelle camere di stagionatura del formaggio

Parole chiave: ozono, muffe, Penicillium, Aspergillus, stagionatura

ABSTRACT

Le camere di maturazione del formaggio sono un ambiente insolito, un ambiente che favorisce la crescita di muffe. L'ozono è stato applicato in vari compartimenti nel settore alimentare, e uno dei vantaggi è quello di inattivare le muffe. In questo studio, una camera di stagionatura del formaggio è stata ozonizzata, e l'efficacia di questo trattamento è stata valutata sia nell’ariae che sulle superfici mediante campionamento su base settimanale per un periodo di 3 mesi.

I risultati ottenuti indicano che il trattamento con ozono ha ridotto le spore vitali disperse nell’aria ma non ha influenzato le colonie sulle superfici. Solo strofinando le superfici con un disinfettante chimico/commerciale è stato possibile ridurre le colonie sulle superfici. (Nota: la OZOTEK sta implemetando il lavaggio delle forme di formaggio con acqua ozonizzata prima della messa a dimora nelle camera di stagionatura, evitando l’uso dei porodotti chimici). Pertanto al fine migliorare l'igiene generale nella stanza di maturazione è raccomandata una combinazione di regimi di pulizia. I generi di colonie più frequenti nell'aria della stanza di maturazione del formaggio sono state Penicillium Cladosporiuln, e Aspergillus, che rappresentano il 89,9% delle colonie. Penicillium e Aspergillus sono stati identificati al livello di specie, e la ricerca ha dimostrato che P. brevicompactum e P. aurantiogriseurn, nonché A. versicolor, sono state le specie più frequentemente isolate.

Uso dell'ozono per la riduzione delle muffe nelle camere di stagionatura del formaggio

Molte specie di muffe trovano nel formaggio un terreno eccellente per la crescita. Se il processo di maturazione del formaggio avviene in un ambiente ricco di spore di muffa nell'aria o propaguli, il formaggio può ammuffire durante il processo di maturazione o in seguito nei locali di vendita. Le muffe sono di solito considerati contaminanti indesiderati che possono portare a completare il deterioramento dei prodotti alimentari, di conseguenza sono visti come responsabili per le perdite finanziarie industriali e commerciali. Le muffe che si sviluppano sul formaggio durante la conservazione refrigerata sono principalmente le specie Penicillium, che a differenza delle specie nei formaggi Aspergillus può crescere a basse temperature. Penicillia sono anche produttori di rinomanza internazionale di micotossine, compresi patulina, acido micofenolico, ocratossina A, citrinina e la penicillina.

Inoltre, la presenza di Penicillium e Aspergillus nonché Cladosporium, Alternaria e Fusarium, negli ambienti del settore alimentare, indica processi igienici non idonei. Pertanto queste muffe sono buoni indicatori dello stato di igiene dei prodotti alimentari. È obbligatorio per i produttori alimentari della Comunità Europea di applicare il sistema HACCP (punti critici di controllo per analisi dei rischi per l'igiene alimentare per garantire il prodotto sicuro). Per implementare questo sistema, è necessario valutare la qualità dell'aria dell’ambiente nelle aree critiche (come ad esempio le camera di maturazione del formaggio) negli impianti di trasformazione alimentare e di attuare e ottenere il raggiungimento delle buone pratiche di fabbricazione.

Gammon e Kereluk riportano il lavoro di Gibson e altri e affermano che un'atmosfera da 3 a 10 ppm di Ozono previene la crescita della muffa sul formaggio. Questi autori hanno anche indicato che il carico delle spore delle muffe è stato ridotto in locali trattati senza causare difetti di sapore nel formaggio. Tuttavia queste concentrazioni di ozono appaiono molto alte e, nonostante l'assenza di una legislazione in materia, è generalmente accettato che i livelli di ozono nei locali in cui le persone lavorano, non deve superare 0,1 ppm. Esperimenti con bassi livelli di ozono sono stati condotti con successo. Ad esempio l'inattivazione delle spore con applicazione di 0,02 ppm di ozono a 25°C e ad una umidità relativa da 80 a 85% aumenta la vita di un prodotto (il formaggio) di diverse settimane e diminuisce comunque gli odori presenti nelle celle.

La U.S Food & Drug Administration ha dichiarato che l'ozono è generalmente riconosciuto come sicuro per applicazioni alimentari rendendo l’ozono un importante prodotto per uso disinfettante o sanitizzante nei processi alimentari. Lo studio riporta un programma di campionamento che è stato effettuato per verificare l'efficacia della ozonizzazione e per valutare il carico delle spore e dei propaguli di muffa nell'aria e sulle superfici in punti specifici di una stanza di maturazione del formaggio.

MATERIALI E METODI

Camera di maturazione del formaggio

Il volume lordo del locale di maturazione formaggio era 3.500 m3. Un flusso d'aria costante in iniezione è stato prodotto da un sistema di aria condizionata per mantenere la temperatura a 5 ± 1°C e l'umidità relative >80%.

Condizioni di ozonizzazione

Dopo aver allestito l'apparecchiatura  con capacità massima di generazione di ozono di 10g/h, si è deciso di usare 8g/h come tasso di produzione di ozono. Sono stati testati tre livelli di ozonizzazione

Tabella 1. Flussi di produzione dell’ozono testate durante il periodo di trattamento

Periodo

Flusso di produzione dell’Ozono

g/h

Periodo di ozonizzazione
Settimane da 1 a 5 8 Dalle 06,00 del pomeriggio alle 06,00 della mattina
Settimane da 6 a 7 4 Dalle 06,00 del pomeriggio alle 06,00 della mattina
Settimane da 8 a 20 8 40 minuti ogni ora

Durante le prime 7 settimane, il trattamento ha avuto luogo durante il tempo di non-lavoro solo con un tasso di generazione di ozono di 8 o 4g/h per i primi 40 minuti di ogni ora.

Nelle successive 12 settimane, il trattamento ha avuto luogo ogni giorno con ozono generato ad una concentrazione di 8 g/h per i primi 40 min di ogni ora.

L’ozono prodotto dal generatore per la camera di maturazione del formaggio è stato insufflato attraverso gli stessi tubi utilizzati per controllare la temperatura e l'umidità della stanza.

Piano di campionamento

Il campionamento di aria e superfici è stata effettuata per monitorare il trattamento della camera di stagionatura del formaggio. Sono stati analizzati cinque punti di campionamento fissi (tre punti per l’aria [ad 1,5 m dal pavimento] e due punti sulle superfici). I punti di campionamento dell'aria sono stati di fronte alla porta della camera (A1), l'angolo distale rispetto alla porta (A2), e il punto centrale del corridoio principale (A3). I campioni prelevati prima dell’inizio del trattamento di ozonizzazione sono stati raccolti come controlli positivi. I punti di campionamento delle superfici sono stati una mensola (S1) nei pressi del punto A1 e una colonna (S2) nei pressi del punto A2. Inoltre è stato analizzato un punto casuale di campionamento di una superficie, ovvero uno strumento riutilizzabile per il  formaggio (S3) in esecuzione in diverse parti dell’impianto. Il campionamento è stato effettuato nel corso della mattinata su base settimanale da febbraio a luglio.

Da quanto è stato stabilito in precedenza il trattamento di ozonizzazione non inciderebbe sulla conta delle colonie sulle superfici (vedi Discussione), dopo 2 mesi, la disinfezione delle superfici (pulizia con soluzione di cloro 4%) è stata effettuata per ridurre la proliferazione “bioload” delle muffe. I campioni prelevati prima del trattamento di pulizia sono stati raccolti come controlli positivi. Il campionamento dell'aria è stata effettuato con il dispositivo AirTEST-Omega (L.C.A., Francia). L'apparato di campionamento ha permesso di selezionare un portata “flowrate” d'aria selettiva dipendete dal carico micologico nella stanza. Il dispositivo è a batteria e portatile.

Due mezzi sono stati usati per studiare le particelle vitali di muffa prelevate dall'aria: (i) dichloran rosa cloramfenicolo bengala (DRBC) (Oxoid, Basingstoke, Hampshire, Regno Unito) integrato con 0,01% (peso/volume) di cloramfenicolo; e (ii) estratto di agar (MEA) (Oxoid). Le piastre sono state incubate al buio per 7 giorni a 25°C prima di essere esaminate. Tutti i campioni sono stati prelevati con lo stesso campionatore e sono state campionate in duplicato. Il numero totale di spore vitali di muffe e propaguli su superfici e nell'aria sono stati determinati in termini di CFU per unità di superficie o in termini di maggior numero probabile (MPN) per unità di volume d'aria in base alle istruzioni del produttore.

Isolamento e identificazione delle colonie

Le colonie rappresentative di muffa sono stati isolate, identificate e conservate nella collezione (Micoteca da Universidade do Minho). Colonie di muffe sono state trasferite a singole piastre  MEA appena diventate visibili all’ingrandimento (4x). Lo stesso mezzo è stato utilizzato anche per mantenerle isolate a 4°C. In questo studio, ogni ceppo isolato dalle piastre aria era considerato un ceppo isolato. L’identificazione tassonomica di tutti I ceppi isolati è stata eseguita sulla base delle caratteristiche distintive macroscopiche e microscopiche in accordo con la letteratura pubblicata.

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Figura 1: Muffe aeree sul formaggio in maturazione durante il trattamento con ozono. Sito A1, A2 e A3. Sono mostrate le barre dell’errore.



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Figura 2; Conta delle colonie di muffa per il punto S1 (come determinate dale repliche su piastre con Dichloran Rose bengal Agar Base) nella camera di stagionatura del formaggio durante il trattamento di ozonizzazione senza pulizia della superficie () e dopo la pulizia (X). Sono mostrate le barre dell’errore.

RISULTATI

La figura 1 mostra i risultati della proliferazione “bioload” fungina per i tre siti di campionamento dell'aria nella camera di maturazione del formaggio durante il periodo preso in esame. Nessuna differenza è stata osservata tra i MPN per mezzo DBRC e quelli per MEA, pertanto, i valori in Figura 1 rappresentano i dati complessivi ottenuti. I valori di controllo medi per siti A1, A2, e A3 sono stati rispettivamente 524 ± 195, 497 ± 235, e 176 ± 53 MPN/m3.

La Figura 2 mostra i risultati del sito di campionamento di superficie S1, che presentano un modello analogo a quello dei siti S2 e S3. Non sono state riscontrate differenze nei valori di proliferazione di muffa prima o durante le prime 8 settimane di trattamento di ozonizzazione.

Al contrario, i valori di concentrazione delle colonie è diminuito di tre o quattro volte dopo che le superfici sono state pulite con un disinfettante chimico/commerciale. Inoltre, non sono state riscontrate differenze tra I valori di concentrazione delle colonie ottenuti con il mezzo DRBC e quelli ottenuti con MEA.

Un totale di 69 colonie è stato isolato dalle piastre d'aria (Tabella 2).

La colonia più frequentemente isolata dalla camera di maturazione del formaggio è stata Penicillium, seguita da Cladiosporium e da Aspergillus. Queste colonie sono state 42 sulle 69 isolati.

Per i 38 ceppi di Penicillium isolati, sono state identificate 14 specie diverse. Penicillium brevicompactum, P. aurantiogriseum, P. corylophilum, P. expansum e P. neoechinulatum erano le specie più frequentemente isolate dalla camera formaggio maturazione (Tabella 3).

Tabella 4 mostra la distribuzione di aspergillus isolati e comprendente cinque specie. Aspergillus versicolor è stata la specie più frequentemente isolati.

DISCUSSIONE

Il presente studio dimostra che l’ozonizzazione della stanza di maturazione del formaggio è stata molto efficace nel ridurre il carico di muffa nell'aria. Questo trattamento ha comportato una riduzione di 10 volte rispetto al livello osservato per il controllo. I valori ottenuti sono stati generalmente <50 MPN/m3 per i diversi trattamenti intermittenti programmati. Tuttavia, due picchi possono essere osservati in Figura 1. Il primo picco è dovuto ad un abbattimento della generazione di ozono, che ha portato ad una diminuzione del livello di ozono nella camera.

Il secondo picco è dovuto ad un guasto del sistema strutturale della porta della camera, che non poteva essere mantenuta chiusa durante questo periodo. Nonostante questi problemi, i valori ottenuti durante entrambi gli incidenti sono stati al di sotto dei valori di controllo, e I profili di recupero sono stati raggiunti in un breve periodo.Si può concludere che l'ozono è molto efficace nel ridurre i livelli di muffa vitale nell'aria quando viene insufflato nell'aria di un ambiente chiuso o sigillato. Al contrario, nel periodo di campionamento delle superfici, la conta fungina per il punto S1 non è diminuita (Fig. 2). Le colonie spesso aderiscono saldamente alle superfici, e si osservano le colonie soprattutto nelle regioni di crepe, buchi, ed irregolarità (2). Si suppone che il gas ozono non è in grado di influenzare grandemente le colonie già presenti sulle superfici perché la loro diffusione attraverso lo strato limite vicino alla superficie è lento e perché l'ozono non riesce a penetrare le superfici interessate durante la sua breve emivita. Il trattamento copn ozono non può impedire lo sviluppo di muffe che sono già presenti sulla superficie del formaggio prima che il formaggio entra nella camera di stagionatura, ma può ridurre la sedimentazione delle muffe vitali sospese nell'aria durante la maturazione.

Questo risultato è in linea con le precedenti osservazioni fatte da Schomer e McColloch nel 1940 e citati da Ingram e Barnes, che hanno concluso che l'ozono è stato in grado di distruggere la maggior parte delle spore aeree di P. expansum, ma non è riuscito a evitare la loro germinazione, quando erano presenti nelle fessurazioni superficiali delle mele. Solo dopo che le superfici era stata pulite c’è stata una diminuzione delle colonie osservate. A nostro avviso, nessun singolo metodo può risolvere il problema della proliferazione delle colonie in una stanza maturazione del formaggio, ma una combinazione con diversi approcci è l'elemento chiave per superare questo problema igienico-sanitario.

(nota OZOTEK: infatti si ta procedendo nella implemetazione di sistemi di ozonizzazione dell’acqua di lavaggio sia per le prodizioni alimentary, sia per la pulizia delle superfici fisse e degli strumenti di lavorazione).

Nel presente studio, le colonie più frequentemente isolate sono state identificate per valutare le specie responsabili del cattivo stato di igiene della camera di stagionatura formaggio. I generi elencati nella tabella 2 mostrano chiaramente che Penicillium, Cladosporium, e Aspergillus dominano in questa camera di maturazione. Questi generi sono considerati come indicatori di scarsa igiene degli impianti, e dovrebbero essere sempre monitorati per valutare le procedure e per migliorare l'igiene. Penicillia è stato studiato più in dettaglio, Penicillium comune, P. palitans, P. roqueforti, e P. solitum e non sono state trovate come muffe presenti nell'aria, anche se sono state descritte come importanti agenti inquinanti del formaggio. Tuttavia, A. versicolor è la specie di Aspergillus prevalentemente isolata, risultato che concorda con i risultati ottenuti da Lund et al., che ha indicato che questa muffa spesso domina la flora presente nell'aria delle stanze di stagionatura, ma cresce raramente sui formaggi. Il fatto che la maggior parte delle penicillia e aspergilla identificati in questo studio sono potenziali produttori di micotossine rappresenta un ulteriore problema per l'industria casearia.

Tabella 2: Generi di muffe isolate dalla camera di maturazione del formaggio

Muffa Numero di colonie isolate
Alternaria 1
Aspergillus 10
Cladosporium 14
Penicillium 38
Trichoderma 2
Mycelia sterilia 4
Totale (5 generi) 69

 

Tabella 3: Identificazione delle colonie di Penicillium isolate dalla camera di stagionatura del formaggio

Penicillium sp. Numero di colonie isolate
P. aurantogriseum 6
P. brevicompactum 7
P. corylophilum 5
P. digitatum 1
P. expansum 5
P. glabrum 3
P. griseofulvum 1
P. implicatum 1
P. minioluteum 1
P. neoechinulatum 4
P. pinophilum 1
P. rubrum 1
P. simplicissimus 1
P. spinulosum 1
Totale (14 specie) 38

 

Tabella 4: Identificazione delle colonie di Aspergillum isolate dalla camera di stagionatura del formaggio

Muffa Numero di colonie isolate
A. candidus 1
A. flavus 1
A. ustus 1
A. versicolor 4
Eurotium chevalieri 1
Totale (5 specie) 8

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