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Il settore lattiero-caseario in Italia
Il settore lattiero-caseario ricopre un ruolo importante nel sistema agroalimentare italiano, infatti nel 2019 con un fatturato di oltre 16,5 miliardi di euro ha rappresentato l’11,5% dell’industria alimentare nazionale. Le aziende zootecniche sono concentrate soprattutto nel Nord Italia: Lombardia, Emilia-Romagna, Veneto e Piemonte producono oltre il 75% della produzione totale di latte vaccino nazionale, pari a oltre 12 milioni di tonnellate nel 2019.
Come si può osservare nella Figura 1, il 49% del latte vaccino nazionale è destinato alla produzione di formaggi DOP (in particolare Grana Padano DOP e Parmigiano Reggiano DOP). I principali prodotti della trasformazione industriale del latte sono il latte alimentare e i formaggi, di minore rilievo la produzione di burro e yogurt [1].
Nel 2020, a causa dell’emergenza Covid, il comparto alimentare ha subito dei cambiamenti rilevanti. Se da un lato sono diminuiti in modo drastico le vendite al canale Horeca, dall’altro lato c’è stato un aumento della domanda domestica. Per il latte UHT si è registrato un incremento complessivo della spesa dell’oltre 11% nei primi otto mesi del 2020, soprattutto grazie all’elevata shelf life del prodotto e alla possibilità di conservarlo in casa a temperatura ambiente. Il 2020 è stato caratterizzato anche da un rallentamento delle esportazioni di formaggi.
Non ci sono state particolari flessioni nelle esportazioni verso i principali Paesi europei, mentre si è registrata un pesante caduta nei mercati extra-continentali (-21% negli Stati Uniti e -10% in Giappone) [2].
I microrganismi sporigeni aerobi e anaerobi
I microrganismi sporigeni sono batteri Gram-positivi in grado di formare endospore resistenti al calore, alla pressione, alle radiazioni e alle variazioni di pH. Quando le condizioni ambientali ritornano ad essere favorevoli le endospore germinano producendo una cellula vegetativa. Grazie alla capacità di formare endospore, gli sporigeni sono considerati ubiquitari nell’ambiente [3].
Bacilli e Clostridia sono le principali classi di microrganismi sporigeni rilevanti per la filiera lattiero-casearia.
I Clostridi sono sporigeni anaerobi, questa classe include sia specie patogene, come Clostridium perfringens, C. botulinum, C. tetani e Clostridioides difficile, sia specie alteranti, come C. tyrobutyricum, C. butyricum e C. beijerinckii e C. sporogenes.
La Figura 2 illustra il ciclo delle spore nelle aziende zootecniche a partire dal suolo. Le spore presenti nel suolo possono contaminare, durante la raccolta, le colture destinate alla produzione di insilati. Tali spore possono germinare e moltiplicarsi nell’insilato, se si verificano le condizioni ottimali per il loro sviluppo.
Se vengono ingerite dalle vacche sono in grado di superare il tratto gastro-intestinale e concentrarsi nelle feci [4, 5]. Le feci possono sia contaminare i suoli destinati alla produzione di foraggi per animali, se usate come fertilizzanti, sia contaminare le lettiere presenti nelle stalle [6]. Nel primo caso le spore passano dal terreno al foraggio attraverso la contaminazione con terra durante la raccolta; nel secondo caso, se non c’è una corretta pulizia della mammella durante la mungitura, i microrganismi sporigeni possono contaminare il latte crudo [5].
Gli insilati rappresentano un importante elemento nella dieta dei ruminanti e vengono usati quando i foraggi freschi non sono disponibili. L’insilamento è una tecnica di conservazione dei foraggi basata sull’acidificazione con acidi organici prodotti dai batteri lattici durante la fermentazione degli zuccheri del foraggio e sul mantenimento dell’assenza di ossigeno durante la conservazione. È fondamentale gestire in modo corretto l’insilamento e la mungitura poiché le spore non possono essere eliminate mediante trattamento termico [7].
Gli sporigeni aerobi associati al settore lattiero-caseario appartengono al genere Bacillus. Così come per i Clostridi, anche i Bacilli sono eterogenei e presentano sia specie patogene, come Bacillus cereus e B. thuringiensis, sia alteranti, come B. licheniformis, B. pumilus e B. subtilis.
Il patogeno più rilevante per il settore è sicuramente B. cereus. Questo microrganismo causa due sindromi, una emetica e l’altra diarroica.
La sindrome emetica è causata dall’ingestione della cereulide, una tossina termostabile, che viene prodotta dalle cellule negli alimenti contaminati. I sintomi sono nausea e vomiti e iniziano a comparire dopo 1-5 ore dall’ingestione. La sindrome diarroica è causata da tossine termolabili. Quando le cellule vegetative o le spore vengono ingerite con gli alimenti sono in grado di produrre queste tossine nell’intestino dell’ospite. I principali sintomi della tossinfezione sono crampi addominali e diarrea che si manifestano dopo 8-16 ore dall’ingestione [8].
Le alterazioni dei prodotti
Le caratteristiche del latte trattato termicamente e dei prodotti caseari dipendono dalla qualità del latte crudo di partenza, la quale, a sua volta, è in funzione della salute e dell’alimentazione degli animali, delle operazioni svolte durante la mungitura e della gestione della stalla [5].
Il latte non ha le caratteristiche idonee per la crescita degli sporigeni anaerobi. I Clostridi rappresentano un problema per i prodotti caseari a lunga stagionatura come il Grana Padano. Infatti, questi microrganismi sono in grado di convertire l’acido lattico in acido butirrico, acido acetico, idrogeno e anidride carbonica.
L’eccesso di gas porta alla formazione di fessure, crepe e occhiature irregolari nei formaggi semiduri e duri nelle ultime fasi di stagionatura del formaggio. Questo difetto viene chiamato “gonfiore tardivo” e causa importati perdite economiche ai produttori in quanto il formaggio alterato non può essere venduto a causa delle rotture nelle forme e al sapore rancido dovuto agli acidi organici [6].
C. tyrobutyricum è considerato il principale responsabile del gonfiore tardivo nei formaggi duri [9], anche se è largamente diffusa l’opinione che questa alterazione sia dovuta all’azione sinergica di diverse specie coinvolte, come C. butyricum, C. beijerinckii e C. sporogenes, e non sia causata solamente da C. tyrobutyricum [10, 11, 12].
Nel latte trattato termicamente, come il latte pastorizzato o il latte UHT, la popolazione microbica prevalente è costituita da microrganismi termodurici e da sporigeni. Bacillus, Geobacillus e Paenibacillus sono i generi che si possono riscontrare con più frequenza.
Alcuni ceppi sono in grado di crescere alle temperature di refrigerazione, questo è uno tra i fattori che determinano la diminuzione della shelf life del latte pastorizzato refrigerato [13]. Altri ceppi invece sono in grado di sopravvivere ad altissime temperature e sono dominanti nel latte in polvere e nel latte UHT [14].
Gli sporigeni possono essere presenti anche negli impianti produttivi. Infatti, molte specie, come B. licheniformis, B. pumilus e B. cereus, sono in grado di produrre biofilm, ovvero uno strato sottile di sostanze esopolisaccaridiche che favoriscono l’aggregazione di microrganismi che rimangono adesi alle superfici dell’impianto di produzione. I biofilm sono resistenti alle principali operazioni di sanitizzazione adottate dalle industrie alimentari e possono causare una contaminazione persistente [8].
Inoltre, alcuni ceppi di Bacillus spp. sono in grado di produrre proteasi e lipasi. L’attività proteolitica porta alla gelificazione del latte e alla sintesi di peptidi responsabili dell’aroma amaro nel prodotto, mentre le lipasi sono spesso associate alla formazione di aromi fruttati e rancidi [9, 15].
Conclusioni
Data l’importanza economica della filiera lattiero-casearia, la riduzione della contaminazione da sporigeni risulta essere una sfida per l’intero settore agroalimentare. Questo potrebbe contribuire al prolungamento della shelf life del latte trattato termicamente con la possibilità di penetrare nuovi mercati geograficamente lontani.
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[1] Ismea Mercati. Settore lattiero caseario. Scheda di settore. Dicembre 2020. Ultima consultazione 23/01/2021
http://www.ismeamercati.it/flex/cm/pages/ServeBLOB.php/L/IT/IDPagina/3521#MenuV
[2] Ismea Mercati. Tendenze Lattiero caseario. N.2/2020. Novembre 2020. Ultima consultazione 23/01/2021.
http://www.ismeamercati.it/flex/cm/pages/ServeBLOB.php/L/IT/IDPagina/3043#MenuV
[3] Doyle, C. J., Gleeson, D., Jordan, K., Beresford, T. P., Ross, R. P., Fitzgerald, G. F., Cotter, P. D., 2015. Anaerobic sporeformers and their significance with respect to milk and dairy products. International Journal of Food Microbiology 197, 77-87.
[4] Vissers, M.M.M., Driehuis, F., te Giffel, M.C., De Jong, P., Lankveld, J.M.G., 2007. Minimizing the level of butyric acid bacteria spores in farm tank milk. Journal of Dairy Science 90, 3278-3285.
[5] Driehuis 2013 Driehuis, F., 2013. Silage and the safety and quality of dairy foods: a review. Agricultural and Food Science 22, 16-34.
[6] Brändle, J., Doming, K.J., Kneifel, W., 2016. Relevance and analysis of butyric acid producing clostridia in milk and cheese. Food Control 67, 96-113.
[7] Borreani, G., Ferrero, F., Tabacco, E., 2019. Per la trasformazione in Grana Padano. Corretta gestione insilati meno spore nel latte. Informatore Zootecnico 7, 40-44.
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[10] Le Bourhis, A.G., Doré, J., Carlier, J.P., Chamba, J.F., Popoff, M.R., Tholozan, J.L., 2007. Contribution of C. beijerinckii and C. sporogenes in association with C. tyrobutyricum to the butyric fermentation in Emmental type cheese. International Journal of Food Microbiology, 113, 154-163.
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[12] Feligini, M., Brambati, E., Panelli, S., Ghitti, M., Sacchi, R., Capelli, E., Bonacina, C., 2014. One-year investigation of Clostridium spp. occurrence in raw milk and curd of Grana Padano cheese by the automated ribosomal intergenic spacer analysis. Food Control 42, 71-77.
[13] Ivy, R. A., M. L. Ranieri, N. H. Martin, H. C. den Bakker, B. M. Xavier, M. Wiedmann, and K. J. Boor. 2012. Identification and characterization of psychrotolerant sporeformers associated with fluid milk production and processing. Applied and Environmental Microbiology 78, 1853-1864.
[14] Scheldeman, P., Herman, L., Foster, S., Heyndrickx, M., 2006. Bacillus sporothermodurans and other highly heat-resistant spore formers in milk. Journal of Applied Microbiology 101, 542-555.
[15] De Jonghe, V., Coorevits, A., De Block, J., Van Coillie, E., Grijspeerdt, K., Herman, L., De Vos, P., Heyndrickx, M., 2010. Toxigenic and spoilage potential of aerobic spore-formers isolated from raw milk. International Journal of Food Microbiology 136, 318-325.
Arianna Ferrero
Laureata in Scienze e Tecnologie Alimentari presso l’Università degli Studi di Torino. Ora dottoranda del corso “Food, Health and Longevity” presso l’Università degli Studi di Torino in collaborazione con l’Università degli Studi del Piemonte Orientale. La sua attività di ricerca riguarda principalmente i microrganismi sporigeni nella filiera latte.
