Enterococchi negli aliment

I microrganismi appartenenti al gruppo dei LAB sono numerosi e di generi diversi, ma hanno in comune le caratteristiche morfologiche e la capacità di resistere ad alcuni specifici trattamenti, quali la pastorizzazione e il congelamento (Barile et al., 2013). L’imponente carattere adattativo ambientale degli enterococchi ha permesso loro di essere utilizzati per la conservazione di alimenti crudi, come carne o latte, e di prodotti sottoposti a trattamenti termici. Non solo questa caratteristica ha portato a un

incremento del loro impiego nell’industria agro-alimentare, ma anche la loro tendenza a mantenere le normali proprietà nutritive e chimico-fisiche di alimenti in fase di produzione e la loro potenzialità di minimizzare le contaminazioni durante i processi produttivi e manipolativi che portano alla realizzazione del prodotto finito. In conseguenza di ciò, gli enterococchi sono diventati parte integrante della microflora di alimenti fermentati come formaggi (Giraffa, 2003), salsicce (Hugas et al., 2003) e olive (Franz et al., 1999a) e inoltre sono stati impiegati come probiotici, ovvero coadiuvanti al mantenimento o al ripristino della normale flora intestinale.

Negli ultimi anni sono aumentati gli studi relativi all’utilizzo di enterococchi come colture starter per processi fermentativi e maturativi di formaggi in primis, ma anche di carni e vegetali, e ciò non è risultato sempre semplice a causa dell’ampio rischio che tali batteri possono rappresentare per la salute umana (Sousa et al., 2001; Foulquié Moreno et al., 2006). L’azione che gli enterococchi svolgono su tali alimenti è quella di conferire aromi e sapori tipici, che non fanno altro che esaltare le proprietà organolettiche dello stesso, tramite processi di lipolisi, proteolisi e degradazione del citrato (Foulquie Moreno et al., 2006).

La lipolisi

La lipolisi è un processo metabolico che determina la degradazione dei trigliceridi, consentendo la formazione e la liberazione di acidi grassi, i quali, specie se a catena corta, possono essere trasformati in composti aromatici come lattoni e metilchetoni. Inoltre, l’ossidazione a cui sono sottoposti gli acidi grassi determina la produzione di alcune aldeidi insature. Tutti questi composti contribuiscono a dare consistenza e aroma ad alcuni alimenti, in particolar modo ai formaggi.

Nonostante i LAB siano ritenuti batteri con debole attività lipolitica, molti di essi sono utilizzati nella produzione di latticini in funzione di starter, come per esempio

Lactococcus e Lactobacillus, mentre altri ceppi, come Leuconostoc, Pediococcus, Enterococcus e Micrococcus, sono capaci di resistere a trattamenti termici come la

pastorizzazione e sono co-responsabili dell’idrolisi dei grassi (Foulquie Moreno et al., 2006; Sarantinopoulos et al., 2001).

Metabolismo del citrato

Una delle funzioni del citrato è quella di fungere da additivo per molte materie prime usate per la produzione di alimenti fermentati, ma anche per mantenere l’integrità organolettica di frutta, vegetali e prodotti lattiero-caseari. La degradazione del citrato

genera anidride carbonica e crea dei composti tra cui acetaldeide, acetoino, 2,3- butandiolo e diacetile, i quali influiscono sulla qualità degli alimenti fermentati (Foulquie Moreno et al., 2006).

Proteolisi

Lo specifico aroma e la consistenza caratteristiche di ciascuna qualità di formaggio derivano dalla degradazione della caseina, a cui si aggiunge l’azione proteolitica di peptidi associati alla parete cellulare di batteri lattici quali Lactococcus e Lactobacillus (Sousa et al., 2001). L’attività proteolitica è ceppo e tempo dipendente, infatti aumenta vistosamente con l’aumentare del periodo di incubazione (Pritchard and Coolbear, 1993; Arizcun et al., 1997).

Oltre che come colture starter, i LAB possono essere utilizzati in campo alimentare come bioconservanti, in quanto sono capaci di protrarre la shelf-life dei cibi, riducendo la crescita e la sopravvivenza di microrganismi patogeni. Svolgono azioni antimicrobiche contro numerosi patogeni di origine alimentare, fra cui Bacillus subtilis,

Clostridium botulinum, Staphylococcus aureus e Listeria monocytogenes (Yanagida et

al., 2005) e le loro capacità conservative sono dovute in gran parte all’attitudine di produrre acido lattico, perossido di idrogeno, diacetile, batteriocine e altri metaboliti, ciascuno dei quali, con un proprio specifico meccanismo, inibisce o riduce l’insorgenza di patogeni. L’acido acetico e l’acido lattico, prodotti dalle fermentazioni del glucosio, hanno una forte attività antimicrobica poiché causano un abbassamento del pH, contrastando l’insorgenza e la moltiplicazione batterica, mentre il perossido di idrogeno, essendo un composto instabile termodinamicamente, va a danneggiare e poi distruggere l’attività enzimatica batterica, compromettendo l’attività della cellula patogena (Çadirci and Çitak, 2005). L’attività battericida è da ricondursi all’azione dei radicali liberi, che sono responsabili della perossidazione lipidica e della conseguente alterazione della membrana cellulare.

1.8.2.1 Enterococchi in prodotti carnei

I processi di macellazione delle carni possono portare con grande facilità a fenomeni di contaminazione da parte degli enterococchi, sia per contatto diretto delle stesse con il materiale fecale presente nell’intestino, sia per contaminazione indiretta tramite gli strumenti di macellazione che sono venuti a contatto con il materiale intestinale. Nelle

analisi su carne cruda di maiale e manzo è stata evidenziata la predominanza di E.

faecalis (Franz et al., 1999a). Gli enterococchi vengono riscontrati anche sulla carne

processata, non solo a causa di eventuali contaminazioni crociate, ma anche perché essendo maggiormente termotolleranti di altre specie batteriche asporigene, riescono a sopravvivere e colonizzare tagli di carne sottoposti a processi termici durante le fasi di produzione (Franz et al., 1999a; Foulquié Moreno et al., 2006). I blandi trattamenti di calore a cui sono sottoposti i prodotti carnei durante la lavorazione spesso costituiscono un metodo di selezione batterica, in quanto determinano la sopravvivenza dei ceppi batterici più resistenti e tra questi gli enterococchi sono i maggiori rappresentanti.

Ovviamente, la resistenza alle temperature dipende sia dalla fibra della carne che dalla composizione del prodotto stesso, ad esempio gli enterococchi accrescono la loro termoresistenza sfruttando sali e nitriti che vengono comunemente impiegati nelle industrie alimentari (Franz et al., 1999a).

Relativamente alle possibili applicazioni degli enterococchi nelle carni, è da sottolineare la loro capacità di ridurre la metamioglobina, con conseguente prolungamento della colorazione rossa della carne fresca. Questa caratteristica potrebbe essere sfruttata per sostituire l’uso dei nitrati (Hugas et al., 2003), che si è dimostrato essere potenzialmente cancerogeno.

1.8.2.2 Enterococchi nei latticini

Gli enterococchi possono contaminare il latte sia direttamente, attraverso le feci animali, che indirettamente, attraverso fonti d’acqua contaminate e strumenti per la mungitura o lo stoccaggio. Nella produzione industriale di formaggi freschi, realizzati con latte pastorizzato e starter selezionati, la presenza di alti livelli di contaminazione da enterococchi è da considerarsi come risultato della non osservanza di norme igieniche. Per contro, studi condotti su formaggi tradizionali di Italia, Spagna, Grecia e Portogallo (Franz et al., 1999a; Giraffa, 2003), prodotti con latte crudo o pastorizzato di capra, pecora, bufala e mucca, hanno dimostrato che gli enterococchi, assieme ad altri batteri lattici, svolgono un importante ruolo per il processo produttivo degli stessi. Inoltre, alcuni ricercatori hanno evidenziato che ceppi appartenenti alla stessa specie, isolati dal latte, risultano diversi da quelli presenti nelle feci, mettendo quindi in dubbio la fonte di contaminazione fecale (Gelsomino et al., 2002). Quindi, se si esclude che la fonte di contaminazione siano le feci degli animali stessi, l’origine degli Enterococcus nel latte crudo non è certa, anche se recentemente alcuni ricercatori (Kagkli et al., 2007) hanno

indicato l’ambiente di mungitura, le attrezzature ed il personale come principale fonte di contaminazione. Le attività legate alla mungitura del latte costituiscono la principale fonte di contaminazione del latte di capra crudo (Foschino et al., 2002) e del latte di vacca crudo (Michel et al., 2001; Polentarutti et al., 2001; Bonfoh et al., 2003; Delbès et al., 2007).

Le colture starter per la produzione dei formaggi vengono selezionate mediante pastorizzazione di latte crudo, il quale viene incubato a 42-44°C per un tempo di 12-15h al fine di selezionare microrganismi termofili come Streptococcus thermophilus ed

Enterococcus spp. (De Vuyst et al., 2003). Questi microrganismi possono essere

riscontrati nei formaggi prodotti con latte sia crudo che pastorizzato e la loro concentrazione dipende dalla presenza di latte ancora contaminato dopo la pastorizzazione, dal tipo di formaggio, dalla coltura starter impiegata, dalle tecniche utilizzate e dal tipo di stagionatura; la resistenza alla stagionatura scaturisce dalla tolleranza degli enterococchi nei confronti di elevate temperature, pH acidi e concentrazioni saline. La concentrazione di enterococchi riscontrata nel latte cagliato di diversi formaggi varia tra 104 _{e 10}6 _{CFU/g, mentre al termine della stagionatura la} concentrazione varia tra 105 e 107 CFU/g, con prevalenza di E. faecalis e E. faecium (Manolopoulou et al., 2003; Franz et al., 1999a; Giraffa, 2003).

1.8.2.3 Enterococchi nei prodotti vegetali

Così come nei prodotti carnei e lattiero-caseari, la presenza di enterococchi è rilevante anche su prodotti vegetali e olive (Aguilar-Galvez et al., 2012; Franz et al., 1999a). L’origine della presenza degli enterococchi sui vegetali può essere endogena o può derivare da una contaminazione ambientale, ma ad oggi la documentazione sull’isolamento e la caratterizzazione di enterococchi da questa categoria di alimenti è limitata. Studi recenti hanno evidenziato la presenza di E. faecium in olive prodotte in Spagna e ne hanno mostrato la resistenza a valori di pH pari a 9 ed alle concentrazioni di sale utilizzate per la loro preparazione (Omar et al., 2004). In uno studio italiano, di Randazzo e collaboratori, sono stati isolati un numero totale di 52 LAB da olive verdi fermentate, provenienti da diverse aree della Sicilia; anche se la maggior parte di questi microrganismi è stata ascritta al genere Lactobacillus, quattro sono stati identificati come appartenenti al genere Enterococcus, sulla base di indagini biochimiche e fenotipiche, e nello specifico appartenevano alle specie E. faecium, E. casseliflavus e E.

In Paesi come la Cina o l’Africa, E. faecium e E. faecalis sono coinvolti nei processi di fermentazione del sorgo e della soia (Aguilar-Galvez et al., 2012). Al giorno d'oggi il consumo di alimenti sottoposti a minimi trattamenti chimici e fisici, provenienti anche da Paesi con bassi livelli di sorveglianza sanitaria, sta aumentando, con un conseguente rischio per la salute in caso di assunzione di cibi contaminati (Foulquié Moreno et al., 2006). L’utilizzo di LAB produttori di batteriocine o batteriocine purificate, potrebbe divenire un valido aiuto per migliorare la sicurezza di tali generi di consumo e garantire loro la conservazione delle qualità organolettiche specifiche.