Trattamento con ozono dell’aria negli ambienti di stagionatura dei formaggi
L’azione ossidante
esplicata dall’ozono ha fatto sì che sin dalla sua scoperta
fosse utilizzato come agente battericida, fungicida e inattivante
dei virus (Tabella 2). Esso è stato utilizzato inizialmente come
agente disinfettante nella produzione di acqua potabile, in Francia
dal 1906 ed in Germania dal 1972. La scelta dell’ozono fu basata
sul fatto che esso è più efficace di altri disinfettanti verso un
più ampio spettro di microorganismi.
I diversi batteri mostrano una sensibilità variabile all'ozono: i Gram-negativi sono meno sensibili dei Gram-positivi, i batteri sporigeni si dimostrano più resistenti dei non sporigeni (Kim et al., 1999). Poiché il meccanismo con cui agisce l’ozono è la perossidazione lipidica, la causa della differente sensibilità sarebbe imputabile alla differente composizione lipidica della parete batterica (Khadre et al., 2001; Khadre and Yousef, 2001; Hoff, 1986).
L'inattivazione dei virus è stata finora meno studiata di quella dei batteri; è comunque noto che anch'essa avviene rapidamente in seguito ad ozonizzazione, anche se richiede una somministrazione di gas a concentrazioni superiori rispetto a quella necessaria per i batteri (Kim et al., 1999). Si è osservato, infatti, che le curve di inattivazione mostrano un rapido abbattimento delle colture fino al 99%; il restante 1% richiede un tempo maggiore per la totale inattivazione. Vari studi effettuati sulla sensibilità dei virus all'ozono hanno dimostrato che i virus provvisti di membrana sono nettamente più sensibili di quelli che ne sono sprovvisti.
Il meccanismo di azione dell'ozono sui virus non è sicuramente quello di una distruzione, come nel caso dei batteri, ma di un'inattivazione; l'azione dell'ozono consisterebbe in un’ossidazione, e conseguente inattivazione, dei recettori virali specifici utilizzati per la creazione del legame con la parete della cellula da invadere. Verrebbe così bloccato il meccanismo di riproduzione virale a livello della sua prima fase: l’invasione cellulare.
Nella Tabella 2 sono riportati i tempi indicativi per l’eliminazione di alcuni agenti patogeni.
Tabella 2. Inattivazione di batteri, virus, funghi, muffe ed insetti in seguito ad ozonizzazione
(Fonti: Edelstein et al., 1982; Joret et al., 1982; Farooq and Akhlaque,1983; Harakeh and Butle, 1985; Kawamuram et al. 1986)
I diversi batteri mostrano una sensibilità variabile all'ozono: i Gram-negativi sono meno sensibili dei Gram-positivi, i batteri sporigeni si dimostrano più resistenti dei non sporigeni (Kim et al., 1999). Poiché il meccanismo con cui agisce l’ozono è la perossidazione lipidica, la causa della differente sensibilità sarebbe imputabile alla differente composizione lipidica della parete batterica (Khadre et al., 2001; Khadre and Yousef, 2001; Hoff, 1986).
L'inattivazione dei virus è stata finora meno studiata di quella dei batteri; è comunque noto che anch'essa avviene rapidamente in seguito ad ozonizzazione, anche se richiede una somministrazione di gas a concentrazioni superiori rispetto a quella necessaria per i batteri (Kim et al., 1999). Si è osservato, infatti, che le curve di inattivazione mostrano un rapido abbattimento delle colture fino al 99%; il restante 1% richiede un tempo maggiore per la totale inattivazione. Vari studi effettuati sulla sensibilità dei virus all'ozono hanno dimostrato che i virus provvisti di membrana sono nettamente più sensibili di quelli che ne sono sprovvisti.
Il meccanismo di azione dell'ozono sui virus non è sicuramente quello di una distruzione, come nel caso dei batteri, ma di un'inattivazione; l'azione dell'ozono consisterebbe in un’ossidazione, e conseguente inattivazione, dei recettori virali specifici utilizzati per la creazione del legame con la parete della cellula da invadere. Verrebbe così bloccato il meccanismo di riproduzione virale a livello della sua prima fase: l’invasione cellulare.
Nella Tabella 2 sono riportati i tempi indicativi per l’eliminazione di alcuni agenti patogeni.
Tabella 2. Inattivazione di batteri, virus, funghi, muffe ed insetti in seguito ad ozonizzazione
(Fonti: Edelstein et al., 1982; Joret et al., 1982; Farooq and Akhlaque,1983; Harakeh and Butle, 1985; Kawamuram et al. 1986)
| ORGANISMO |
CONCENTRAZIONE | TEMPO DI ESPOSIZIONE |
| BATTERI (E. Coli, Legionella, Mycobacterium, Fecal Streptococcus) |
0.23 ppm - 2.2 ppm | < 20 minuti |
| VIRUS (Poliovirus type-1, Human Rotavirus, Enteric viruses) |
0.2 ppm -
4.1 ppm |
< 20 minuti |
| MUFFE (Aspergillus Niger, various strains of Penicillium, Cladosporium) |
2ppm |
60 minuti |
| FUNGHI (Candida parapsilosis, Candida tropicalis) |
0.02 ppm -
0.26 ppm |
< 1,67 minuti |
| INSETTI (Acarus Siro, Tyrophagus Casei, Tyrophagus Putrescientiae) |
1.5 - 2 ppm |
30 minuti? |
Numerosi studi condotti sin
dall’inizio del XX secolo hanno riportato che l’azione
antimicrobica dell’ozono, sia in fase acquosa che gassosa, poteva
essere sfruttata nella lavorazione e nella conservazione degli
alimenti (Broadwater et al., 1973; Kuprianoff 1953). Ad esempio nel
1929, il trattamento con acqua ozonizzata estendeva la durata dei
prodotti ittici di ulteriori 5 giorni (Violle, H., 1929).
Successivi esperimenti dimostrarono che né l’aspetto, né il sapore degli alimenti veniva alterato dall’ozonizzazione (Violle et al 1929; Kuorianoff 1953; Kim et al., 1999). Si consideri che già nel 1910, le industrie alimentari tedesche utilizzavano l’ozono per la conservazione della carne e delle uova, dimostrando che l’uso di ozono in fase gassosa nella conservazione refrigerata preveniva la crescita dei funghi e delle muffe.
NORMATIVA
USA – In seguito alla documentazione fornita dall’EPRI (Electric Power Research Institute) e da un gruppo di esperti che hanno valutato l’efficacia e la sicurezza dell’ozono nella lavorazione e conservazione degli alimenti, il 26 Giugno 2001 la FDA, organismo della United States Department of Health and Human Services, ammette, a convalida della compatibilità dell'ozono con le attività umane, l'impiego di ozono come agente antimicrobico in fase gassosa o in soluzione acquosa nei processi produttivi (trattamento, lavorazione, conservazione) di alimenti come carne, uova, pesci, formaggi, frutta e verdura. In particolare il documento 21 CFR parte 173.368 (registro n°00F-1482) ha etichettato l’ozono come elemento GRAS (generally recognized as safe) ossia un additivo alimentare secondario sicuro per la salute umana.
Canada – Nell’acqua di lavaggio (e nel ghiaccio) la quantità di ozono non può superare i livelli minimi necessari per ridurre la carica batterica; se usato per acqua potabile deve essere indicato sull’etichetta. L’ozono non può essere usato per aumentare i tempi di conservazione dei prodotti.
Comunità Europea - In Europa l’utilizzo di ozono ai fini alimentari è stato introdotto nel 2003, per la disinfezione e sterilizzazione durante i processi d’imbottigliamento dell’acqua. Infatti, la Direttiva 2003/40/CE della commissione EFSA del 16 maggio 2003 ha determinato l'elenco, i limiti di concentrazione e le indicazioni di etichettatura per i componenti delle acque minerali naturali, nonché le condizioni d'utilizzazione dell'aria arricchita di ozono per il trattamento delle acque minerali naturali e delle acque sorgive. In particolare, come si evince dalla direttiva 80/777/CEE modificata, secondo l'articolo 4, paragrafo 1, lettera b), è prevista “la possibilità di separare il ferro, il manganese, lo zolfo e l'arsenico di alcune acque minerali naturali mediante un trattamento all'aria arricchita di ozono, con riserva di valutazione di questo trattamento da parte del comitato scientifico per l'alimentazione umana e dell'adozione delle condizioni di utilizzazione da parte del comitato permanente della catena alimentare e della salute animale”.
Italia - Il Ministero della Sanità con protocollo del 31 Luglio 1996 n°24482, ha riconosciuto l’utilizzo dell’ozono nel trattamento dell’aria e dell’acqua, come presidio naturale per la sterilizzazione di ambienti contaminati da batteri, virus, spore, muffe ed acari.
APPLICAZIONI
La caratterista predominante dell’ozono è che in condizioni atmosferiche standard è in fase gassosa, favorendo numerose applicazioni in campo igienico-alimentare. A differenza dei disinfettanti
classici, (es. il cloro) che rilasciano residui inquinanti, l’ozono si decompone ad ossigeno; ciò potrebbe rappresentare un vantaggio per l’ambiente e per la salute evitando gli effetti collaterali.
Grandi città (tra cui Mosca, Parigi, Bologna, Firenze) possiedono impianti che forniscono
acqua potabile prelevata da fiumi e trattata con ozono.
Vista la sua breve emivita, l’ozono non può essere prodotto e conservato, ma è necessario che venga generato in situ al momento dell’utilizzo attraverso gli ozonizzatori. Tuttavia, sebbene a basse concentrazioni non sia particolarmente tossico, ad alte concentrazioni può avere effetti gravi. I principali danni sono a carico delle vie respiratorie per alterazione della permeabilità degli epiteli, con conseguente riduzione della funzionalità polmonare (fino ad edema); può inoltre determinare un peggioramento in soggetti con bronchite od asma.
L’ozono è anche causa di altri disturbi quali bruciore agli occhi, mal di testa, debolezza. Pertanto, la tossicità dell’ozono richiede che gli addetti al suo utilizzo siano continuamente monitorati e protetti. In conformità alle norme H.A.C.C.P e D.Lgs. 626/94, chi ne fa utilizzo non deve essere esposto a più di 0,1 ppm di ozono in 8 ore o più di 0,3 ppm due volte/die per 15 minuti (si noti che la soglia di percettibilità olfattiva per l'uomo è a concentrazioni tra 0,02 e 0,05 ppm, pari a circa 1/20 della soglia di concentrazione definita sicura per un tempo di esposizione di 15 minuti ed a circa ¼ della soglia di esposizione definita sicura negli ambienti di lavoro).
Disinfestazione ambientale
In soluzione acquosa è usato per la sanificazione dell’acqua per uso alimentare, per piscine, docce, sistemi d’irrigazione ed impianti di depurazione idrica. In fase gassosa è utilizzato per la distruzione di tossine disperse nell’aria e la deodorizzazione delle fogne.
Settore alimentare
Attualmente, le applicazioni dell’ozono sono numerose.
Avicoltura - In linea generale, i benefici che l'ozono gassoso apporta in avicoltura, nella fase di accrescimento degli animali sono:
Successivi esperimenti dimostrarono che né l’aspetto, né il sapore degli alimenti veniva alterato dall’ozonizzazione (Violle et al 1929; Kuorianoff 1953; Kim et al., 1999). Si consideri che già nel 1910, le industrie alimentari tedesche utilizzavano l’ozono per la conservazione della carne e delle uova, dimostrando che l’uso di ozono in fase gassosa nella conservazione refrigerata preveniva la crescita dei funghi e delle muffe.
NORMATIVA
USA – In seguito alla documentazione fornita dall’EPRI (Electric Power Research Institute) e da un gruppo di esperti che hanno valutato l’efficacia e la sicurezza dell’ozono nella lavorazione e conservazione degli alimenti, il 26 Giugno 2001 la FDA, organismo della United States Department of Health and Human Services, ammette, a convalida della compatibilità dell'ozono con le attività umane, l'impiego di ozono come agente antimicrobico in fase gassosa o in soluzione acquosa nei processi produttivi (trattamento, lavorazione, conservazione) di alimenti come carne, uova, pesci, formaggi, frutta e verdura. In particolare il documento 21 CFR parte 173.368 (registro n°00F-1482) ha etichettato l’ozono come elemento GRAS (generally recognized as safe) ossia un additivo alimentare secondario sicuro per la salute umana.
Canada – Nell’acqua di lavaggio (e nel ghiaccio) la quantità di ozono non può superare i livelli minimi necessari per ridurre la carica batterica; se usato per acqua potabile deve essere indicato sull’etichetta. L’ozono non può essere usato per aumentare i tempi di conservazione dei prodotti.
Comunità Europea - In Europa l’utilizzo di ozono ai fini alimentari è stato introdotto nel 2003, per la disinfezione e sterilizzazione durante i processi d’imbottigliamento dell’acqua. Infatti, la Direttiva 2003/40/CE della commissione EFSA del 16 maggio 2003 ha determinato l'elenco, i limiti di concentrazione e le indicazioni di etichettatura per i componenti delle acque minerali naturali, nonché le condizioni d'utilizzazione dell'aria arricchita di ozono per il trattamento delle acque minerali naturali e delle acque sorgive. In particolare, come si evince dalla direttiva 80/777/CEE modificata, secondo l'articolo 4, paragrafo 1, lettera b), è prevista “la possibilità di separare il ferro, il manganese, lo zolfo e l'arsenico di alcune acque minerali naturali mediante un trattamento all'aria arricchita di ozono, con riserva di valutazione di questo trattamento da parte del comitato scientifico per l'alimentazione umana e dell'adozione delle condizioni di utilizzazione da parte del comitato permanente della catena alimentare e della salute animale”.
Italia - Il Ministero della Sanità con protocollo del 31 Luglio 1996 n°24482, ha riconosciuto l’utilizzo dell’ozono nel trattamento dell’aria e dell’acqua, come presidio naturale per la sterilizzazione di ambienti contaminati da batteri, virus, spore, muffe ed acari.
APPLICAZIONI
La caratterista predominante dell’ozono è che in condizioni atmosferiche standard è in fase gassosa, favorendo numerose applicazioni in campo igienico-alimentare. A differenza dei disinfettanti
classici, (es. il cloro) che rilasciano residui inquinanti, l’ozono si decompone ad ossigeno; ciò potrebbe rappresentare un vantaggio per l’ambiente e per la salute evitando gli effetti collaterali.
Grandi città (tra cui Mosca, Parigi, Bologna, Firenze) possiedono impianti che forniscono
acqua potabile prelevata da fiumi e trattata con ozono.
Vista la sua breve emivita, l’ozono non può essere prodotto e conservato, ma è necessario che venga generato in situ al momento dell’utilizzo attraverso gli ozonizzatori. Tuttavia, sebbene a basse concentrazioni non sia particolarmente tossico, ad alte concentrazioni può avere effetti gravi. I principali danni sono a carico delle vie respiratorie per alterazione della permeabilità degli epiteli, con conseguente riduzione della funzionalità polmonare (fino ad edema); può inoltre determinare un peggioramento in soggetti con bronchite od asma.
L’ozono è anche causa di altri disturbi quali bruciore agli occhi, mal di testa, debolezza. Pertanto, la tossicità dell’ozono richiede che gli addetti al suo utilizzo siano continuamente monitorati e protetti. In conformità alle norme H.A.C.C.P e D.Lgs. 626/94, chi ne fa utilizzo non deve essere esposto a più di 0,1 ppm di ozono in 8 ore o più di 0,3 ppm due volte/die per 15 minuti (si noti che la soglia di percettibilità olfattiva per l'uomo è a concentrazioni tra 0,02 e 0,05 ppm, pari a circa 1/20 della soglia di concentrazione definita sicura per un tempo di esposizione di 15 minuti ed a circa ¼ della soglia di esposizione definita sicura negli ambienti di lavoro).
Disinfestazione ambientale
In soluzione acquosa è usato per la sanificazione dell’acqua per uso alimentare, per piscine, docce, sistemi d’irrigazione ed impianti di depurazione idrica. In fase gassosa è utilizzato per la distruzione di tossine disperse nell’aria e la deodorizzazione delle fogne.
Settore alimentare
Attualmente, le applicazioni dell’ozono sono numerose.
Avicoltura - In linea generale, i benefici che l'ozono gassoso apporta in avicoltura, nella fase di accrescimento degli animali sono:
- sanificazione dell'ambiente
mantenuto esente da microrganismi patogeni
- distruzione delle emanazioni
ammoniacali
- deodorazione
dell'ambiente
- maggiore ossigenazione del
microclima ambientale
- miglioramento del mangime
con conseguente miglioramento della digestione ed incremento del
peso dell’animale
- minori rischi di contagio
incrociato.
Prodotti ittici - Ghiaccio ozonizzato o combinazione di refrigerazione e ozono vengono utilizzati per la conservazione di prodotti ittici con i seguenti vantaggi:
- diminuzione della carica batterica sul prodotto, nel microclima e sulle pareti della cella
- prolungamento dei tempi di
conservazione del prodotto
- riduzione dei costi per l'eliminazione di prodotti non più conformi alle norme igieniche.
Carne - L’ozono controlla efficacemente la formazione di muffe e batteri nelle celle frigorifere destinate alla conservazione delle carni; in particolare, il tasso di umidità può essere mantenuto ad una gradazione più elevata, attenuando il calo di peso e la perdita di aroma; inoltre, distruggendo gli odori, evita il passaggio di aromi non graditi da un prodotto all'altro. Tuttavia si è visto che il trattamento con ozono può aumentare significativamente la perossidazione lipidica, come quantificato dal TBA (thiobarbituric acid) test che misura i livelli di malondialdeide; tale perossidazione è una delle cause principali del deterioramento della carne. Non è ancora chiaro se concentrazioni di ozono sufficienti per l’effetto battericida, portino anche ad aumento significativo dell’ossidazione dei grassi (Smith et al, 2001). E’ pertanto importante evitare un sovra-uso d’ozono che può portare danno al prodotto alimentare.
Cereali – L’ozono in fase gassosa viene utilizzato per la conservazione nei silos di riso, mais, soia e grano. In particolare, riduce la crescita di Tribolium confusum e Sitophilus granarius, insetti che infestano i cereali immagazzinati. Inoltre, permette l’abbattimento delle muffe appartenenti ai generi Aspergillus, Penicillium e Fusarium, che generano l’aflatossina B1, una micotossina cancerogena a livello epatico.
UTILIZZO DELL’OZONO NELLA STAGIONATURA DEI FORMAGGI
Numerosi funghi e
batteri trovano nel formaggio un eccellente mezzo di crescita.
Soprattutto nei casi dei formaggi stagionati l’ambiente areato
determina un incremento della proliferazione dei microorganismi,
causando danni al prodotto. Durante la conservazione refrigerata,
sui formaggi si sviluppano principalmente batteri appartenenti alla
specie Penicillium che rilasciano nei formaggi micotossine, quali
patulina, acido micofenolico, ocratossina A e citrinina (Scott.
1989; Taniwaki et al., 2001).I metodi tradizionali atti a controllare la crescita di lieviti, muffe e batteri tuttavia risultano costosi e poco efficaci, pertanto è sorta la necessità di trovare metodiche alternative. Già nel 1951, si dimostrò che la crescita di muffe sui formaggi durante la stagionatura poteva essere prevenuta utilizzando 1 ppm di ozono. Nel 1960, in Canada, venne condotto uno studio sul “Cheddar cheese” dimostrando che a concentrazioni di ozono tra 3-10 ppm la crescita delle muffe sulla superficie orizzontale del formaggio assumevano una colorazione scura; il numero delle spore rilevate nell’ambiente era ridotto del 96% rispetto alle camere non trattate. E’ importante notare che anche a concentrazioni più basse (0,2-0,3 ppm) si osservava una significativa riduzione delle muffe senza alcuna alterazione delle proprietà organolettiche del prodotto (Gibson et al., 1960). Negli anni 70, si confermarono tali scoperte dichiarando che l’ozono a 10 ppm inattivava totalmente le spore.
Più recentemente, un lavoro condotto su Saccharomyces cerevisiae, E.Coli e Candida albicans ha dimostrato che, dopo un’esposizione di 4 ore a 5 ppm di ozono, si otteneva una netta riduzione della crescita dei microorganismi.
E’ stato anche valutato l’effetto dell’ozono su insetti. I prodotti immagazzinati possono essere principalmente attaccati da Acarus siro, Tyrophagus casei (cosiddetto “acaro del formaggio”), Tyrophagus putrescentiae. E’ stato osservato che il trattamento regolare con ozono porta alla loro eliminazione, anche se il meccanismo non è ancora noto. Tuttavia, è stato anche riportato che gli insetti cercano rifugio dove l’ozono non penetra, occupando gli interstizi e scavando buche nel formaggio.
Nel 2003, Serra et al. hanno dimostrato che l’impiego di ozono gassoso nelle camere di stagionatura dei formaggi favorisce l’eliminazione delle muffe presenti nell’ambiente di stagionatura e non quelli già presenti nel formaggio, non alterando così i normali processi di fermentazione e stagionatura.
Nel 1990, l’Ozone (U.K.), industria leader nel settore, ha introdotto un tipo di ozonizzatore in grado di fornire un metodo sicuro e rapido per la lavorazione dei formaggi e per la disinfestazione delle aree di conservazione. Inizialmente, l’ozono veniva somministrato durante la notte e nei fine settimana, evitando che gli addetti fossero sottoposti a quantità elevate di ozono. Attualmente, la stessa ditta ha sviluppato un metodo più accurato e sicuro che si basa sulla continua areazione degli ambienti di stagionatura con un livello di ozono compatibile con la soglia massima consentita, ma sufficiente a ridurre la crescita dei microorganismi presenti.
Quando l’ozono è disciolto nella salamoia, cioè nell’acqua salata usata nella lavorazione del formaggio, esso è in grado di risanarla completamente, anche in presenza di alta carica batterica.
Gli Usa stanno valutando tale procedura e si stanno orientando verso un suo uso industriale.
PARERE ESPRESSO DALLA COMMISSIONE
Per quanto sopra espresso in riferimento alle richieste di parere pervenute dalla Direzione Generale della Sicurezza degli Alimenti e della Nutrizione, si esprime parere favorevole alla ozonizzazione delle camere di stagionatura e/o degli ambienti di stoccaggio, purché in assenza di alimenti.
Tale trattamento, comunque, non dovrà essere in contrasto con specifici disciplinari di produzione.
Riferimenti bibliografici
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Edelstein, P.H., Whittacker, R.E., Kreiling, R.I., and Howell, C.I. 1982. Efficacy of Ozone in eradication of Legionella Pneumophila from hospital plumbing fixtures. App. Environ Microbiol. , 44, 1330-1331.
Farooq, S., Akhlaque, S., 1983. Comparative response of mixed cultures of bacteria and virus to ozonation. Water Res. 17,309.
Gane R. 1936 The respiration of Bananas in the presence of ethylene. New Phytol. 36:170-178.
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Harakeh, M.S., and Butler, M. 1983. Factors influencing the ozone inactivation.
Hoff, J.C., 1986. Inactivation of microbial agents by chemical disinfectants. EPA 600 S2-86 067. Office of Water, U.S. Environmental Protection Agency, Washington, DC;
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Kawamuram K. , Kanckom M., Hiratam T. and Taguchim K. 1986. Microbial indicators for the efficency of disinfection processes. Water Sci. Technol. 18, 175-184.
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Fonte: Ministero della Salute
Pubblicato il 13/05/2011
