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Description

Indice

PREFAZIONE

V

Capitolo 1 STORIA DELLA MICROBIOLOGIA DEI PRODOTTI ALIMENTARI

1

Giovanni Antonio Farris, Marco Gobbetti, Erasmo Neviani e Massimo Vincenzini Conservazione degli alimenti Alterazione degli alimenti Intossicazioni alimentari Fermentazione degli alimenti

2 3 3 4

Classificazione Nomenclatura Identificazione

2.3 Generi microbici di interesse nella microbiologia degli alimenti Batteri Lieviti Lieviti asporigeni Lieviti sporigeni Muffe

2.4 Fonti di contaminazione microbica degli alimenti Terreno e acqua Aria e polvere Vegetali Animali Uomo

Biofilm e quorum sensing Associazioni microbiche

30 30 32

2.7 Microrganismi indicatori di qualità

33

Microrganismi indicatori correlati alla qualità del prodotto Metaboliti indicatori di qualità

34 35

Capitolo 3 ECOFISIOLOGIA DEI MICRORGANISMI 37 NEGLI ALIMENTI Eugenio Parente e Francesco Villani 7

Bruno Biavati e Patrizia Romano

2.1 Introduzione 2.2 Tassonomia dei principali microrganismi degli alimenti

23 23 2.5 Ruolo dei microrganismi negli alimenti 23 Attività virtuose 23 Attività deterioranti 26 Attività patogene 30

2.6 Interazioni tra microrganismi

Parte I PRINCIPI GENERALI Capitolo 2 I MICRORGANISMI NEGLI ALIMENTI

Macchinari e utensili Altre fonti di contaminazione

7 8 9 9 9 10 11 16 16 17 19 21 21 22 22 22 22

3.1 Introduzione 3.2 Crescita, sopravvivenza e morte dei microrganismi 3.3 Classificazione dei fattori ecofisiologici 3.4 Fattori intrinseci pH e acidità Attività dell’acqua (aw) Nutrienti e inibitori naturali Potenziale redox

3.5 Fattori estrinseci Temperatura Umidità relativa Atmosfere di conservazione Conservanti

3.6 Fattori impliciti

37 38 44 44 44 49 52 54 56 56 61 61 63

65 Interazioni negative: competizione, amensalismo, predazione, parassitismo 65 Interazioni positive: commensalismo, protocooperazione e mutualismo 66 Le colture bioprotettive 67

VIII

MICROBIOLOGIA DEI PRODOTTI ALIMENTARI

Capitolo 4 LA DETERMINAZIONE DEI MICRORGANISMI NEGLI ALIMENTI

Analisi quantitativa delle infezioni, delle intossicazioni alimentari e delle zoonosi 114 Fasi della valutazione del rischio microbiologico 115 Gestione del rischio: criteri microbiologici e altri regolamenti sull’igiene degli alimenti 116

69

Luca Cocolin e Danilo Ercolini

4.1 Introduzione 4.2 Cenni sul campionamento 4.3 Numerazione di microrganismi negli alimenti Metodi diretti Metodi indiretti

4.4 Isolamento in coltura pura e classificazione preliminare 4.5 Identificazione microbica: alcune definizioni Identificazione su base fenotipica Identificazione su base molecolare

4.6 Cenni su tecniche di tipizzazione Tipizzazione su base molecolare Tipizzazione con metodi immunologici

69 69 71 71 72

Salmonella enterica Campylobacter Escherichia coli VTEC Listeria monocytogenes Clostridium botulinum e Clostridium perfringens Gruppo Bacillus cereus Staphylococcus aureus Altri batteri patogeni

80 81 81

4.7 Cenni su tecniche coltura-indipendenti 86

Capitolo 5 IL CONTROLLO DEI MICRORGANISMI NEGLI ALIMENTI

6.3 I batteri patogeni

79

84 84 86

89

Elisabetta Guerzoni e Lucia Vannini

5.1 Introduzione

89 90 5.2 Fattori di processo 90 Trattamenti termici 90 Alte pressioni 95 Microfiltrazione e bactofugazione 98 Campi elettrici pulsati 99 Irraggiamento 100 Gas plasma 102 Riscaldamento ohmico 103 Impiego di sostanze chimiche 104 Impiego di enzimi 106 Alimenti a umidità intermedia 107 5.3 Elementi di microbiologia predittiva 108 Tipi di modelli 109

ISBN 978-88-08-18246-3

6.4 6.5 6.6 6.7

I virus alimentari Amine biogene I funghi tossigeni Tossine algali

116 117 121 122 124 129 132 133 135 136 137 138 139

Parte II BEVANDE E ALIMENTI NON FERMENTATI

Teoria degli ostacoli (Hurdle technology)

5.4 Modellazione dello sviluppo microbico e ottimizzazione di prodotto 110

Capitolo 6 I MICRORGANISMI CAUSA DI MALATTIE 113 DI ORIGINE ALIMENTARE Daniela Bassi, Fabrizio Cappa e Piersandro Cocconcelli

6.1 Introduzione 6.2 L’analisi del rischio microbiologico negli alimenti

Capitolo 7 ACQUA E BEVANDE NON ALCOLICHE

143

Giancarlo Moschetti e Luca Settanni

7.1 Introduzione 7.2 Acqua in bottiglia Potabilità delle acque Controllo microbiologico

7.3 Succhi vegetali Qualità microbiologica delle materie prime Rischi di deterioramento

7.4 Altre bevande

143 144 144 145 148 148 149

7.5 Normativa vigente

151 151 152

Capitolo 8 ALIMENTI DI ORIGINE ANIMALE E PRODOTTI ITTICI

153

Problematiche microbiologiche

Giuseppe Comi e Lucilla Iacumin 113 113

8.1 Introduzione Microbiologia delle carni fresche e congelate

153 154

ISBN 978-88-08-18246-3

8.2 Prodotti a base di carni cotte Mortadella Wurstel Prosciutto cotto

8.3 Prodotti a base di carni crude non insaccati Lardo Speck dell’Alto Adige IGP e speck del Trentino Prosciutto crudo

8.4 Prodotti a base di carni crude e insaccati Bresaola IGP e altre Coppa Pancetta tesa o arrotolata Cotechino e zampone

8.5 Il latte alimentare e le creme non fermentate Il latte alimentare Latte condensato Latte in polvere Le creme non fermentate

8.6 Prodotti ittici Metodi di conservazione dei prodotti ittici

8.7 Normativa vigente

Capitolo 9 ALIMENTI DI ORIGINE VEGETALE

161 161 164 165 169 169 170 171 175 175 177 178 179 182 182 187 188 188 190 193 195

Fonti di contaminazione Penetrazione e sviluppo dei microrganismi Alterazioni microbiche Sicurezza

9.3 Microbiologia dei prodotti di IV e V gamma Tecnologia di produzione Problemi microbiologici

9.4 Interventi per ridurre le alterazioni e il rischio di malattie Metodi di controllo tradizionali Metodi di controllo innovativi

9.5 Normativa vigente

Capitolo 10 CONSERVE DI ORIGINE ANIMALE E VEGETALE

197 197 198 198 200 202 203 205 206 209 212 212 214 215

Conserve Semiconserve

10.3 Tecnologia di produzione delle conserve 10.4 Tipologie di conserve Conserve di origine animale: il tonno sott’olio Conserve di origine vegetale: i pomodori pelati

10.5 Aspetti microbiologici delle conserve Microrganismi contaminanti delle materie prime Effetti del trattamento termico Effetti del pH Tipologie di deterioramenti di origine microbica Cause dei deterioramenti di tipo microbiologico Principali microrganismi agenti di deterioramento delle conserve alimentari Rischi microbiologici collegati alle conserve

Capitolo 11 PASTE ALIMENTARI E DOLCI 11.1 Introduzione 11.2 Paste alimentari secche Composizione Microrganismi associati alle materie prime Schema di produzione ed effetti del processo Alterazioni microbiche e incidenza di patogeni nel prodotto finito

11.3 Paste alimentari fresche Composizione Microrganismi associati alle materie prime Schema di produzione ed effetti del processo Alterazioni microbiche e incidenza di patogeni nel prodotto finito

11.4 Paste alimentari precotte Definizione e gestione del processo Cinetiche di sviluppo batterico in pasta cotta

11.5 Pasticceria secca 217

Viviana Corich e Alessio Giacomini

10.1 Introduzione

10.2 Definizione di conserve alimentari

219 219 219 219 220 220 222 222 223 223 225 227 229

231 235

237

Roberto Foschino e Claudia Picozzi

Maria Rosaria Corbo e Milena Sinigaglia

9.1 Introduzione 9.2 Microbiologia di frutta e vegetali

IX

INDICE

217

Definizione e composizione Microrganismi associati alle materie prime Schemi di produzione ed effetti dei processi

237 237 237 238 239 240 241 241 242 242 243 245 245 247 248 248 248 250

X

MICROBIOLOGIA DEI PRODOTTI ALIMENTARI

Alterazioni microbiche e incidenza dei patogeni nel prodotto finito

11.6 Pasticceria fresca Definizione e composizione Microrganismi associati alle materie prime Schemi di produzione ed effetti dei processi Alterazioni microbiche e incidenza dei patogeni nel prodotto finito Metodi di conservazione

Capitolo 12 ALIMENTI E INGREDIENTI DI ORIGINE MICROBICA

250 251 251

Biomasse proteiche Funghi a carpoforo Prodotti di estrazione da biomasse

12.4 Metaboliti microbici Etanolo Acidi organici Aminoacidi Enzimi Vitamine

La FML spontanea La FML indotta

13.5 Le malattie dei vini Malattie dovute ai lieviti Malattie dovute ai batteri

297 299 301 302 303

251 251

Capitolo 14 ACETO

252 253

Paolo Giudici e Maria Gullo

14.1 Introduzione 14.2 Definizioni 14.3 La materia prima Idrolisi dell’amido

255

Matilde Manzoni e Manuela Rollini

12.1 Introduzione 12.2 Bioreattori e aspetti biotecnologici 12.3 Biomasse microbiche

ISBN 978-88-08-18246-3

255 256 257 258 260 265 266 266 268 271 272 276

14.4 I microrganismi dell’aceto I batteri acetici I lieviti Le muffe Altri organismi

14.5 Tecnologia di fermentazione Resa della fermentazione acetica

305 305 307 308 308 309 309 312 313 314 316 318

14.6 Aceto di vino e di frutta 14.7 L’aceto balsamico tradizionale 14.8 Difetti dell’aceto di natura microbiologica

323

Capitolo 15 BIRRA

325

319 321

Gianluigi Cardinali e Fabrizio Fatichenti

15.1 Generalità

Parte III BEVANDE E ALIMENTI FERMENTATI Capitolo 13 VINO

Storia della birra Diffusione e importanza della birra

15.2 Tecnologie di produzione

279

Giovanni Antonio Farris e Massimo Vincenzini

13.1 Introduzione Storia della microbiologia enologica

13.2 Fermentazione alcolica spontanea

279 279

280 281 283 13.3 Fermentazione alcolica guidata 283 Caratteri di selezione dei lieviti starter 284 Metabolismo dei lieviti 287 Problematiche legate all’uso dei lieviti starter 290 Prospettive 290 13.4 La fermentazione malolattica (FML) 291 Gli agenti della FML 293 Gli effetti della FML in vino 294 Successione dei lieviti Problematiche

Le materie prime: orzi e succedanei La maltificazione La preparazione del mosto La fermentazione primaria La fermentazione secondaria Condizionamento e imbottigliamento

15.3 Le fermentazioni birrarie e i loro agenti Le fermentazioni: alta, bassa e spontanea I lieviti della birra Gli starter birrari Il miglioramento genetico dei lieviti birrari

15.4 Le alterazioni microbiologiche della birra Batteri Lieviti Muffe

325 325 326 326 326 327 328 328 328 329 329 329 331 333 334 335 335 336 336

ISBN 978-88-08-18246-3

Capitolo 16 PANE E ALTRI PRODOTTI LIEVITATI DA FORNO

337

Aldo Corsetti e Marco Gobbetti

16.1 Introduzione 16.2 Definizione e classificazione del pane e dei prodotti lievitati da forno 16.3 Le materie prime e il processo produttivo Le materie prime Il processo produttivo

16.4 Agenti lievitanti: il lievito di birra e il lievito naturale Il lievito di birra Il lievito naturale

337

338 339 339 341 342 342 343

16.5 Descrizione dei lieviti e dei batteri lattici coinvolti nel processo di fermentazione 346 16.6 Fisiologia e biochimica dei lieviti e dei batteri lattici 348 I lieviti I batteri lattici Interazioni tra lieviti e batteri lattici

16.7 Numerazione e identificazione dei microrganismi del lievito naturale Determinazione dei lieviti Determinazione dei batteri lattici I metodi coltura-indipendenti per il controllo microbiologico del lievito naturale

16.8 Contaminazione microbica e confezionamento dei prodotti lievitati da forno Il deterioramento microbico dei prodotti lievitati da forno Il confezionamento dei prodotti lievitati da forno

348 349 353 354 354 355

356

357 357 358

16.9 Esempi di prodotti lievitati da forno 359 Pani tipici Prodotti dolci lievitati Prodotti da forno senza glutine

16.10 Aspetti nutrizionali 16.11 Normativa vigente

Capitolo 17 OLIVE DA MENSA E ALTRI PRODOTTI VEGETALI

359 361 361 362 364

365

Gino Ciafardini e Raffaella Di Cagno

17.1 Introduzione 17.2 Principali caratteristiche delle olive da mensa

XI

INDICE

365 366

Attitudine alla trasformazione e indici qualitativi applicabili alle olive da mensa 366 Chimismo della deamarizzazione dei frutti 367 Principali metodi di deamarizzazione 369 Sistemi di confezionamento e conservazione del prodotto 374 Deterioramento microbico del prodotto trasformato 375 17.3 Prodotti ortofrutticoli fermentati 376 Microbiota delle materie prime ortofrutticole 376 I principali prodotti vegetali fermentati 378 L’uso di colture microbiche starter 381

17.4 Normativa vigente

382

Capitolo 18 LATTI FERMENTATI

385

Pietrino Deiana e Sandra Torriani

18.1 Introduzione 385 18.2 Classificazione dei latti fermentati 386 Microrganismi coinvolti nei processi fermentativi Latti fermentati acidi Latti fermentati probiotici Latti fermentati acido-alcolici

18.3 Colture starter Selezione tecnologica e funzionale dei ceppi starter

18.4 Proprietà nutrizionali dei latti fermentati 18.5 Controllo qualità 18.6 Normativa vigente

Capitolo 19 FORMAGGI E BURRO

386 388 394 395 398 400 400 401 403

405

Monica Gatti ed Erasmo Neviani

19.1 Introduzione 19.2 Il latte come materia prima trasformabile La caseificazione e la burrificazione

405 405 407

19.3 Formaggi: cenni storici, definizione e classificazione 407 Microrganismi di interesse lattiero-caseario Fermentazione dei carboidrati Proteolisi Lipolisi Produzione di polisaccaridi Produzione di batteriocine Coinvolgimento microbico nei processi di caseificazione

408 409 411 413 413 413 415

XII

MICROBIOLOGIA DEI PRODOTTI ALIMENTARI

Evoluzione della microflora lattica nel corso della caseificazione e stagionatura del formaggio Caratteristiche microbiologiche delle diverse categorie di formaggi Formaggi freschi e molli Formaggi a pasta cotta e lunga stagionatura Formaggi a crosta lavata Formaggi erborinati e a crosta fiorita Formaggi a pasta filata Formaggi ad apertura propionica I formaggi ottenuti per coagulazione acida del latte I latticini ottenuti per termocoagulazione di latte, panna o siero Formaggi fusi Difetti di origine microbiologica nei formaggi Difetti di gusto e aroma Difetti strutturali della pasta

19.4 Burro Aspetti microbiologici del burro: maturazione e alterazione

19.5 Normativa vigente 19.6 Principali pericoli microbiologici

Capitolo 20 I SALAMI

423 424 425 425 426 427 428 429

Caratteri microbiologici delle materie prime impiegate Il processo produttivo e l’evoluzione della popolazione microbica

La maturazione e il processo fermentativo I microrganismi virtuosi nel presidio della maturazione I limiti delle fermentazioni naturali Controllo del processo fermentativo Insaccati fermentati e nuove tendenze salutistiche Presenza di microrganismi indesiderati e potenziali alterazioni Strumenti per il miglioramento della shelf-life

20.4 Normativa vigente

445 447 451 452 453 456 457 458

429

429 430

Capitolo 21 PROBIOTICI E ALIMENTI FUNZIONALI A BASE BATTERICA 461 Lorenzo Morelli

430 431 431

21.1 Introduzione

432

21.2 Ecologia dell’intestino

433 434 434

437

Raffaele Coppola e Patrizio Tremonte

20.1 Introduzione 20.2 Caratteristiche e classificazione dei salami 20.3 I salami

ISBN 978-88-08-18246-3

437 438 441 441 442

Definizioni Un po’ di storia L’ecosistema intestinale Il microbiota intestinale

21.3 I batteri probiotici Dal microbiota ai batteri probiotici Selezione e caratterizzazione dei ceppi probiotici Ceppi probiotici e brevetti Le funzioni dei batteri probiotici L’efficacia Meccanismi d’azione Efficacia clinica

21.4 Gli alimenti probiotici Le tipologie merceologiche L’influenza della matrice alimentare Probiotici in alimentazione animale

INDICE ANALITICO

461 461 463 464 464 464 466 466 466 468 469 470 471 471 472 472 472 473

475...