L’Autorità Europea per la Sicurezza Alimentare (EFSA) ha chiesto al Gruppo di Esperti scientifici sui Pericoli Biologici (BIOHAZ) di formulare un parere scientifico sulla persistenza dei pericoli microbiologici negli ambienti di produzione e trasformazione di alimenti e mangimi, esclusa la produzione primaria.
Nell’ambito di questo mandato, la “persistenza” microbica è stata definita come la capacità di un determinato organismo di stabilirsi in nicchie (o siti di rifugio) all’interno degli ambienti di produzione e trasformazione di alimenti e mangimi per un lungo periodo, nonostante la frequente applicazione di pulizia e disinfezione.
La persistenza richiede un’esistenza prolungata (che si estende per mesi o anni) di solito con moltiplicazione del microrganismo.
Gli ambienti per la produzione di mangimi sono stati limitati agli ambienti degli impianti di produzione e lavorazione di mangimi per animali destinati alla produzione di alimenti.
Gli ambienti di produzione alimentare comprendono quelli in cui gli alimenti di origine animale o non animale sono prodotti o trasformati industrialmente.
I settori considerati sono stati:
(i) mangimi per la produzione animale,
(ii) carne (compresi i macelli e gli impianti di trasformazione),
(iii) pesce e frutti di mare,
(iv) prodotti lattiero-caseari,
(v) uova e ovoprodotti,
(vi) frutta e verdura (comprese le erbe aromatiche)
(vii) alimenti a bassa umidità.
Pericoli microbiologici più rilevanti
Nelle indicazioni operative numero 1, all’EFSA è stato chiesto di identificare i pericoli microbiologici più rilevanti per la sicurezza alimentare associati alla persistenza.
Sulla base della definizione di persistenza, i virus e i protozoi parassiti sono stati esclusi perché, a causa della loro incapacità di moltiplicarsi sulle superfici abiotiche, non possono stabilirsi a lungo termine o costituire un serbatoio di contaminazione. Allo stesso modo, sono state escluse le tossine microbiche e altri metaboliti microbici pericolosi.
I pericoli batterici più rilevanti per la sicurezza alimentare sono stati identificati come:
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Salmonella enterica nel settore dei mangimi per gli animali da produzione alimentare;
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Listeria monocytogenes e S. enterica nel settore della lavorazione delle carni;
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L. monocytogenes nel settore della trasformazione del pesce e dei frutti di mare;
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L. monocytogenes nel settore lattiero-caseario;
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S. enterica nel settore delle uova e della lavorazione delle uova;
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L. monocytogenes nel settore della trasformazione di ortofrutticoli;
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S. enterica e Cronobacter sakazakii nel settore cibi a bassa umidità.
Sulla base delle informazioni disponibili, altri pericoli batterici non sono stati considerati di massima rilevanza per la salute pubblica nel settore specifico.
Nelle indicazioni operative numero 2, all’EFSA è stato chiesto di identificare i principali (sotto)tipi dei pericoli più rilevanti coinvolti nella persistenza e le principali caratteristiche responsabili della loro persistenza negli ambienti di produzione e trasformazione.
Si è concluso che esiste un’ampia gamma di sottotipi segnalati per essere coinvolti nella persistenza per i tre pericoli più rilevanti sopra elencati.
L’insieme delle caratteristiche fenotipiche e genomiche che sono state studiate per Salmonella e C. sakazakii in relazione alla persistenza è incompleto.
In quanto tale, è difficile dedurre alcune caratteristiche, che sono indispensabili o possono contribuire in modo significativo alla persistenza, da sole o in combinazione con altri elementi genotipici e fenotipici chiave.
Per quanto riguarda la Salmonella, la maggior parte degli studi si è concentrata sulle caratteristiche inerenti alla maggior parte dei rischi infettivi di origine alimentare e ha riportato la resistenza di alcuni ceppi a uno o più antimicrobici, il trasporto di fattori di virulenza mediati da plasmidi, la capacità di formazione di biofilm o la ridotta suscettibilità ai disinfettanti alcalini.
Diverse caratteristiche sono state associate alla capacità di C. sakazakii di sopravvivere per lunghi periodi di tempo e persistere nelle condizioni asciutte della catena di produzione di cibi a bassa umidità, inclusi:
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la capacità di formare biofilm su una varietà di superfici abiotiche;
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un’elevata tolleranza al calore e resistenza all’essiccazione;
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la produzione di una capsula che favorisce l’adesione e fornisce resistenza ai biocidi e all’essiccazione;
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e la produzione di un pigmento carotenoide giallo che stabilizza le membrane cellulari e le protegge dallo stress.
Tuttavia, nessuna di queste caratteristiche sembra essere specificamente collegata a particolari sottotipi frequentemente associati alla persistenza.
Nel complesso, non sono stati identificati marcatori o caratteristiche universali responsabili della persistenza.
Sebbene il trasporto di diverse combinazioni di determinanti genetici legati a una maggiore robustezza ambientale conferisca la capacità di persistere su particolari sottotipi, la persistenza è un processo multifattoriale che dipende anche da specifiche condizioni ambientali e fattori di rischio.
Fattori di rischio che aumentano la probabilità di persistenza
Nelle indicazioni operative numero 3, all’EFSA è stato chiesto di individuare i fattori di rischio, vale a dire quei fattori a livello di struttura che aumentano la probabilità di persistenza dei pericoli per la sicurezza alimentare.
Il principale fattore di rischio dei tre pericoli batterici sopra elencati è la scarsa progettazione igienica delle attrezzature e delle macchine.
Questo porta a nicchie (o siti di rifugio) che sono difficili da pulire e disinfettare e dove i detriti alimentari e l’umidità possono accumularsi e i pericoli possono sopravvivere e persistere.
Altri fattori importanti sono:
(i) l’inadeguatezza delle barriere igieniche e di zonizzazione, che consentono la diffusione della contaminazione dalle aree contaminate a quelle pulite;
(ii) Metodo di pulizia e detergenza inadeguato degli impianti;
iii) l’introduzione dei pericoli attraverso le materie prime, che possono portare alla colonizzazione e alla diffusione di cloni persistenti nell’ambiente di lavorazione;
(iv) umidità, che favoriscono la persistenza.
In particolare, per i pericoli rilevanti negli ambienti di lavorazione a secco (cibi a bassa umidità/mangime), ulteriori fattori di rischio sono:
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la trasmissione per via aerea attraverso la polvere,
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l’uso limitato di disinfettanti a causa delle operazioni di lavaggio a secco o la presenza di acqua,
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la condensa generata da gradienti di temperatura all’interno dell’impianto o all’interno delle apparecchiature, o altre fonti.
Misure e interventi per il monitoraggio e la prevenzione
Nelle indicazioni operative numero 4, l’EFSA è stata invitata a valutare le misure o gli interventi disponibili e rafforzati per il monitoraggio, la prevenzione e/o il controllo della persistenza dei pericoli microbiologici più rilevanti per la sicurezza alimentare negli ambienti di produzione e trasformazione.
Si è giunti alla conclusione che un programma di campionamento e analisi ambientale ben concepito, che segue un approccio basato sul rischio, è la strategia più efficace per identificare le fonti di contaminazione e individuare i pericoli potenzialmente persistenti.
L’istituzione di barriere igieniche e misure all’interno dei sistemi di gestione della sicurezza alimentare, durante l’attuazione dell’analisi dei rischi e dei punti critici di controllo (HACCP), sono fondamentali per prevenire e/o controllare la persistenza batterica evitando l’ingresso dei pericoli nell’impianto di trasformazione e/o la loro diffusione all’interno dell’impianto.
Di particolare importanza sono i seguenti prerequisiti:
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infrastrutture (edifici, attrezzature),
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pulizia e disinfezione,
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manutenzione tecnica e taratura,
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controllo dell’acqua e dell’aria, personale (igiene, stato sanitario),
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metodologia di lavoro e cultura della sicurezza alimentare.
La conferma della presenza di un ceppo persistente e l’identificazione della sua nicchia all’interno dell’impianto richiede la caratterizzazione dettagliata degli isolati del pericolo specifico o dei pericoli specifici recuperati da campioni positivi utilizzando metodi di sotto tipizzazione con risoluzione sufficiente, preferibilmente sequenziamento dell’intero genoma.
Una volta sospettata la persistenza in una pianta, è stato spesso raccomandato un approccio “cerca e distruggi”, che include:
(i) un monitoraggio intensificato;
(ii) l’introduzione di misure di controllo dell’evento;
(iii) il proseguimento del programma di monitoraggio intensificato per confermare l’efficacia delle misure adottate o per individuare la necessità di misure supplementari.
In alternativa, è possibile applicare sistematiche “analisi delle cause alla radice” per identificare i fattori/siti più probabili all’interno delle strutture che contribuiscono al problema e definire gli interventi più appropriati per eliminare l’agente patogeno dai locali.
Sono state identificate azioni di successo innescate dalla persistenza di L. monocytogenes, ad esempio:
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l’introduzione di prodotti per la pulizia e disinfezione nuovi o specializzati (profondi),
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l’implementazione di flussi di lavoro,
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l’installazione di un nuovo sistema di drenaggio;
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l’attuazione di modifiche strutturali e ristrutturazioni;
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il controllo della contaminazione delle materie prime
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e il miglioramento della compartimentazione, ovvero l’attuazione simultanea di diverse azioni correttive.
Inoltre, alcune opzioni di intervento per eliminare il pericolo o i pericoli persistenti con attività battericida diretta e di diversa natura (es. come sostanze chimiche (ad es. biocidi), fisici (ad es. calore o nuove tecnologie non termiche) o biologiche (ad es. competitivi, fagi)), ma in alcuni casi questi non sono ancora disponibili in commercio e/o la loro efficacia non è ancora pienamente convalidata in condizioni industriali.
Prospettive per il futuro
Nelle indicazioni operative numero 5, all’EFSA è stato chiesto di individuare le lacune di conoscenza e le priorità per la ricerca futura e di sviluppare le prospettive (o le opportunità future) di integrare le informazioni raccolte nelle precedenti indicazioni operative nella valutazione del rischio.
Vengono fornite prospettive per l’uso della valutazione del rischio per le combinazioni pertinenti di pericolo e prodotto alimentare per valutare i rischi relativi sulla salute pubblica che possono essere associati alla persistenza, sulla base di approcci bottom-up (o forward) e top-down (o backward).
Un modello di base per la persistenza, proposto per essere utilizzato nella QMRA (Quantitative Microbial Risk Assessment ) bottom-up della catena alimentare, può essere utilizzato per studiare il ruolo della persistenza nel rischio per la salute pubblica, per uno specifico processo di produzione alimentare.
La dinamica della persistenza e il suo ruolo nel rischio saranno comunque molto specifiche per il processo alimentare, e il modello proposto potrebbe essere troppo semplice per catturare importanti processi biologici, come la formazione di biofilm.
Con i dati attualmente disponibili, la valutazione del rischio top-down non può essere utilizzata per valutare il rischio relativo sulla salute pubblica che può essere attribuito alla persistenza.
La valutazione del rischio non è in grado di sfruttare appieno i dati raccolti per rispondere a tutte le domande e le esigenze di dati per la valutazione del rischio non sono ben coperte.
L’applicazione di questi dati richiederebbe una migliore traduzione delle informazioni genotipiche dei ceppi in caratteristiche fenotipiche che possono essere convertite in parametri di modelli di valutazione del rischio, nonché ampi dati quantitativi per descrivere le dinamiche di trasferimento, sopravvivenza e crescita dei batteri.
La maggior parte delle raccomandazioni riguarderebbe attività in contesti industriali, ma alcune delle attività di ricerca potrebbero essere eseguite utilizzando sistemi modello di tipo industriale di determinate nicchie, in cui possono essere testati diversi ceppi, condizioni ambientali e potenziali interventi.
Queste attività di ricerca consentirebbero di stabilire il contributo di specifici marcatori genetici e il loro legame con i fenotipi associati alla persistenza, e di monitorare l’impatto di particolari interventi nel ridurre o prevenire la persistenza.
Il programma di campionamento e di analisi ambientali dovrebbe essere solido e attentamente pianificato dagli operatori del settore alimentare e garantire un’adeguata sorveglianza delle nicchie a più alto rischio per i pericoli batterici bersaglio e, durante l’indagine sui focolai, la strategia di campionamento dovrebbe essere ottimizzata e la comunicazione dei dati del campionamento ufficiale e industriale dovrebbe essere migliorata.
Si raccomanda inoltre di promuovere l’uso di norme interoperabili per la raccolta e la comunicazione dei metadati associati ai dati del WGS (Whole Genome Sequencing) al fine di garantire la verificabilità, semplificare la condivisione dei dati e ridurre l’incertezza.
Infine, si suggerisce di promuovere l’accesso aperto sia ai dati del WGS che ai metadati associati completi e inequivocabili relativi all’isolamento del ceppo, rispettando la riservatezza dei dati e gli interessi dei diversi partner della catena alimentare per studiare la persistenza negli ambienti di produzione e trasformazione degli alimenti e dei mangimi. (Fonte: https://www.ruminantia.it/)
“Persistence of microbiological hazards in food and feed production and processing environments.” EFSA Panel on Biological Hazards (BIOHAZ), Konstantinos Koutsoumanis, Ana Allende, Declan Bolton, Sara Bover-Cid, Marianne Chemaly, Alessandra De Cesare et al. EFSA Journal. 2024