Indice
Le sfide del settore caseario
Il settore agroalimentare italiano, con un export di circa 64 miliardi di euro nel 2023, continua a brillare grazie anche alle sue numerose eccellenze casearie, ricche di storia e tradizione. Secondo i dati Ismea [1], nel 2023 il comparto “latte e derivati” ha contribuito all’8,5% del valore totale dell’export. La tendenza positiva prosegue nel 2024: nei primi due mesi dell’anno l’export del settore caseario ha registrato un incremento del 9,6% rispetto allo stesso periodo dell’anno precedente.
Tra i prodotti di punta si distinguono il Grana Padano DOP e il Parmigiano Reggiano DOP, formaggi famosi e apprezzati in tutto il mondo, con una produzione in crescita nel primo semestre del 2024 rispetto al 2023 evidenziando come la qualità e la tradizione siano pilastri fondamentali dell’agrifood italiano [2].
Sfide ambientali e tecnologiche per il comparto caseario
Sebbene i primi risultati del 2024 confermino l’importanza del settore caseario nell’economia nazionale e internazionale, riflettendo un impegno costante nella valorizzazione delle tipicità locali e nella promozione del Made in Italy, non mancano sfide significative per il comparto che necessitano di soluzioni innovative. Tra le principali problematiche l’insufficiente diffusione e attuazione delle misure di lotta al cambiamento climatico porta il mercato verso l’offerta di prodotti sempre più green che rispondano ai bisogni dei consumatori moderni, sempre più attenti all’etichetta e allo spreco [3].
Tra le diverse ostilità della filiera casearia rientrano le problematiche relative alla sanitizzazione per l’uso di disinfettanti chimici, comunemente a base di cloro che, uniti a ingenti quantità di acqua, causano grande impatto sull’ambiente [4]. Inoltre, gli eccessivi scarti di prodotto nella catena di produzione casearia, per esempio causati da spoilage visibili di muffe indesiderate, portano gli operatori del settore a pensare a nuove modalità di gestione del deterioramento e delle contaminazioni batteriche patogene, un’altra sfida principale del settore lattiero-caseario [5]. Tale minaccia non solo rappresenta una perdita economica significativa ma evidenzia anche l’insufficienza delle attuali pratiche di sanitizzazione nel prevenire le contaminazioni microbiche. La ricerca di alternative più sostenibili come l’uso di sanitizzanti a minor impatto ambientale e nuovi metodi di controllo delle contaminazioni è in corso e potrà contribuire significativamente alla riduzione dello spreco lungo la filiera e al miglioramento della qualità del prodotto finito, potenziando l’efficacia della sanitizzazione.
Ozono gassoso (O3): agente antimicrobico e green
Tra le tecnologie di sanitizzazione alternative ed eco-compatibili attualmente in fase di studio, l’uso dell’ozono (O3) si distingue come un potente agente antimicrobico, parte delle tecnologie non termiche emergenti [6]. Dal greco ozein (che ha odore), l’ozono è una molecola di ossigeno trivalente con potenziale di ossidazione pari a -2,07 V, maggiore rispetto al cloro (−1.36 V) e al perossido di idrogeno (−1.78 V), comuni disinfettanti usati nell’industria alimentare [4]. L’ozono, naturalmente presente nell’ozonosfera, si forma tramite scariche elettriche e radiazioni UV che dissociano l’ossigeno molecolare in ossigeno atomico che si combina rapidamente con un’altra molecola di ossigeno. Industrialmente può essere generato tramite ozonizzatori (Fig. 1) utilizzando energia elettrica, elettrochimica o fotochimica.
L’elevato potere ossidante dell’ozono altera le biomolecole causando danni alle membrane cellulari, proteine e DNA [7]. Dopo aver agito, si decompone rapidamente in ossigeno senza rilasciare residui nocivi, riducendo l’impatto economico e ambientale poiché generato on site senza necessità di trasporto o stoccaggio e consumando solo una quantità limitata di elettricità per operare [8].
Impiego dell’ozono (O3) nel settore alimentare
L’impiego di questa molecola non è una novità nel settore alimentare: nei primi anni del ‘900 l’ozono venne usato per la disinfezione delle acque potabili a Nizza (Francia), poiché considerato agente ad ampio spettro. La sua efficacia varia in base alla tipologia di microrganismo e a fattori come temperatura e umidità [9]. A temperature elevate l’ozono diventa instabile e la sua efficacia diminuisce con bassa umidità. È particolarmente efficace contro batteri Gram-negativi ma agisce anche su virus, lieviti, muffe, protozoi e parassiti, inclusi gli acari [10-11].
Dal 2001, la Food and Drug Administration (FDA) ha riconosciuto l’uso dell’ozono come agente antimicrobico in fase gassosa o in soluzione acquosa nei processi di produzione alimentare, definendolo come elemento GRAS (Generally Recognized As Safe), ossia un additivo alimentare considerato sicuro per la salute umana [12]. I disinfettanti come l’ozono possono essere usati nell’Unione Europea solo con un’autorizzazione secondo il Regolamento 528/2012 [13] e/o la legislazione nazionale di ciascuno Stato Membro. Direttive specifiche regolano l’uso dell’ozono, come la direttiva 2003/40/CE per trattare le acque minerali [14]. La legislazione deve anche garantire la sicurezza sul lavoro, poiché l’ozono può risultare potenzialmente nocivo a determinate concentrazioni e tempi di esposizione. L’Occupational Safety and Health Administration (OSHA) e il Comitato Nazionale per la Sicurezza Alimentare (CNSA) del Ministero della Salute italiano ne hanno così stabilito i limiti di esposizione: 0,1 ppm per 8 ore e 0,3 ppm due volte al giorno per 15 minuti [15-16]. Trattamenti ad alte concentrazioni possono essere eseguiti senza operatori, ad esempio overnight [17].
Proprio per il crescente interesse verso questa molecola green, molti ricercatori del settore alimentare ne hanno indagato gli effetti sulle diverse matrici, dimostrando la sua efficacia e possibilità di impiego e considerando anche limiti e criticità [18].
Uso dell’ozono gassoso (O3) nella filiera casearia: vantaggi e criticità
Molteplici fasi della filiera casearia sono considerate critiche dal punto di vista microbiologico [4]. Nella produzione del latte, la fase di termizzazione e pastorizzazione risulta essenziale per inattivare i batteri patogeni e ridurre la carica microbica del latte. Nella produzione del formaggio il processo di sineresi influisce sull’attività dell’acqua e quindi sullo sviluppo dei microrganismi mentre la salagione e la maturazione possono modificare l’habitat microbiologico, influenzando consistenza, proprietà sensoriali e shelf-life del prodotto.
Inoltre, la presenza degli acari sulle assi di legno può causare delle gravi perdite economiche e alterazioni delle proprietà organolettiche [19]. Risulta quindi fondamentale la disinfezione di impianti e strumentazioni, generalmente effettuata con vapore ad alta temperatura e prodotti chimici a base di cloro che però generano reflui difficili da smaltire e favoriscono la crescita microbica.
L’ozono gassoso (O3) come soluzione sostenibile
In risposta alla crescente richiesta di sostenibilità, diversi studi dimostrano l’efficacia dell’ozono come agente antimicrobico green. Sperimentazioni nella fase di stagionatura del formaggio confermano che l’ozono sanifica l’aria riducendo la microflora e mantenendo così l’ambiente igienico, evitando il rischio da cross contamination. Serra et al. [20] hanno dimostrato come l’ozono riduca le muffe aeree in una camera di maturazione, pur necessitando di regimi di pulizia combinati per le superfici. Eglezos e Dykes [21] hanno evidenziato come l’ozonizzazione riduca significativamente la Listeria in un impianto caseario, senza effetti negativi sui materiali e integrandosi facilmente nelle buone pratiche di produzione. Altri studi confermano l’efficacia dell’ozono gassoso nel contenimento della microflora su diverse matrici casearie (Ricotta Salata di Pecora, Gorgonzola, Taleggio, Torta del Casar, Toma Piemontese e Pecorino Foggiano), mantenendo la qualità del prodotto [22-24; 11], nonché per il controllo microbiologico del latte [25-26] e il trattamento dei reflui lattiero-caseari contribuendo alla depurazione delle acque [27].
Tuttavia, un dosaggio scorretto dell’ozono può causare l’ossidazione dei composti organici alterando aroma e texture del prodotto con rischio di sapori rancidi [28]. La corretta gestione dei tempi di esposizione e delle concentrazioni di ozono consente però di preservare la qualità sensoriale dei prodotti caseari [11; 22-23; 29-30]. Il rispetto delle linee guida permette inoltre di evitare l’esposizione dei lavoratori a livelli pericolosi di ozono e danni a materiali e attrezzature per un processo sicuro ed efficace.
Conclusioni
L’uso dell’ozono gassoso (O3) nella filiera casearia potrebbe potenziare la sicurezza alimentare e la sostenibilità del processo. È tuttavia essenziale affrontare le sfide legate alla sua gestione e all’impatto sulla qualità sensoriale per poter trasferire questa tecnologia a livello industriale.
—
Speriamo che tu abbia trovato la lettura di questo articolo sull’ozono gassoso interessante. Per altri contenuti simili, consulta la sezione QUALITA’ del nostro sito web. E se vuoi restare sempre al passo con le ultime novità in fatto di Agrifood, iscriviti alla nostra Newsletter!
[1] Ismea – Istituto di Servizi per il Mercato Agricolo Alimentare. Report – AgriMercati n. 2/2024. 2024. https://www.ismeamercati.it/flex/cm/pages/ServeBLOB.php/L/IT/IDPagina/13124
[2] Ismea – Istituto di Servizi per il Mercato Agricolo Alimentare. Produzioni formaggi DOP. Dinamiche produttive mensili dei principali formaggi Dop. 2024. https://www.ismeamercati.it/flex/cm/pages/ServeBLOB.php/L/IT/IDPagina/4027#80195c
[3] Fondazione Qualivita. Rapporto Ismea-Qualivita 2023 sulle produzioni agroalimentari e vitivinicole italiane DOP IGP STG. 2023. https://www.qualivita.it/rapporto-ismea-qualivita-2023/#toggle-id-1
[4] Botondi, R.; Lembo, M.; Carboni, C.; Eramo, V. The use of ozone technology: an eco–friendly method for the sanitization of the dairy supply chain. Foods, 2023.
[5] Panebianco, F.; Rubiola, S.; Di Ciccio, P.A. The use of ozone as an eco-friendly strategy against microbial biofilm in dairy manufacturing plants: a review. Microorganisms, 2022.
[6] Chiozzi, V.; Agriopoulou, S.; Varzakas, T. Advances, applications, and comparison of thermal (pasteurization, sterilization, and aseptic packaging) against non-thermal (ultrasounds, UV radiation, ozonation, high hydrostatic pressure) technologies in food processing. Applied Sciences, 2022.
[7] Çınar Acar, B. Evaluation of ozone effectiveness against Gram-positive and Gram-negative pathogens using different methods. Mustafa Kemal Üniversitesi Tarım Bilimleri Dergisi, 2024.
[8] Varga, L.; Szigeti, J. Use of ozone in the dairy industry: A review. International Journal of Dairy Technology, 2016.
[9] Afonso, R.B.; Moreira, R.H.R.; de Almeida, P.L.R. Can ozone be used as antimicrobial in the dairy industry? A systematic review. Journal of Dairy Science, 2022.
[10] Xue, W.; Macleod, J.; Blaxland, J. The use of ozone technology to control microorganism growth, enhance food safety and extend shelf life: A promising food decontamination technology. Foods, 2023.
[11] Grasso, C.; Eramo, V.; Lembo, M.; Forniti, R.; Carboni, C.; Botondi, R. Effects of gaseous ozone treatment on the mite pest control and qualitative properties during ripening storage of pecorino cheese. Journal of the Science of Food and Agriculture, 2023.
[12] CFR – Code of Federal Regulations. 21CFR173.368. 2023. https://www.ecfr.gov/current/title-21/chapter-I/subchapter-B/part-173/subpart-D/section-173.368
[13] EUR-Lex. Regulation (EU) No 528/2012 of the European Parliament and of the Council of 22 May 2012 concerning the making available on the market and use of biocidal products Text with EEA relevance. 2012. https://eur-lex.europa.eu/legal-content/%20EN/TXT/?uri=celex%3A32012R0528
[14] EUR-Lex. Commission Directive 2003/40/EC of 16 May 2003 establishing the list, concentration limits and labelling requirements for the constituents of natural mineral waters and the conditions for using ozone-enriched air for the treatment of natural mineral waters and spring waters. 2003. https://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/ALL/?uri=CELEX%3A32003L0040
[15] OSHA – Occupational Safety and Health Administration. Permissible Exposure Limits – Annotated Tables. OSHA Annotated Table Z-1. 2024. https://www.osha.gov/annotated-pels/table-z-1
[16] Ministero della Salute. Parere CNSA sul trattamento con ozono dell’aria negli ambienti di stagionatura dei formaggi. 2010. https://www.salute.gov.it/portale/documentazione/p6_2_2_1.jsp?id=1514&lingua=italiano
[17] Marino, M.; Maifreni, M.; Baggio, A.; Innocente, N. Inactivation of foodborne bacteria biofilms by aqueous and gaseous ozone. Frontiers in Microbiology, 2018.
[18] Brodowska, A.J.; Nowak, A.; Śmigielski, K. Ozone in the food industry: Principles of ozone treatment, mechanisms of action, and applications: An overview. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 2018.
[19] Wilkin, D.R. The control of mites in cheese stores. Recent Advances in Acarology, 1979.
[20] Serra, R.; Abrunhosa, L.; Kozakiewicz, Z.; Venâncio, A.; Lima, N. Use of ozone to reduce molds in a cheese ripening room. Journal of Food Protection, 2003.
[21] Eglezos, S.; Dykes, G.A. Reduction of environmental listeria using gaseous ozone in a cheese processing facility. Journal of Food Protection, 2018.
[22] Morandi, S.; Brasca, M.; Lodi, R.; Battelli, G. Impiego di ozono per il controllo di Listeria monocytogenes in diverse tipologie di formaggio. Scienza e Tecnica Lattiero-Casearia, 2009.
[23] Tabla, R.; Roa, I. Use of gaseous ozone in soft cheese ripening: Effect on the rind microorganisms and the sensorial quality. LWT, 2022.
[24] Eramo, V.; Carboni, C.; Lembo, M.; Forniti, R.; Botondi, R. Microbial and fungal growth control and evaluation of quality parameters during ripening of Toma Piemontese PDO cheese treated with gaseous ozone. Ozone: Science & Engineering, 2024.
[25] Sheelamary, M.; Muthukumar, M. Effectiveness of ozone in inactivating Listeria monocytogenes from milk samples. World Journal of Young Researchers, 2011.
[26] Cavalcante, M.A.; Leite Júnior, B.D.C.; Tribst, A.A.L.; Cristianini, M. Improvement of the raw milk microbiological quality by ozone treatment. International Food Research Journal, 2013.
[27] Chang, R.; Pandey, P.; James, P.; Pandey, P.; Li, Y.; Zhang, R.; Weimer, B.C. Assessment impacts of ozone on Salmonella typhimurium and Escherichia coli O157:H7 in liquid dairy waste. Applied Sciences, 2022.
[28] Siddique, A.; Park, Y.W. Evaluation of correlation between acid degree value and peroxide value in lipolysis of control and iron fortified caprine milk cheeses during 4 months storage. Open Journal of Animal Sciences, 2019.
[29] Alexopoulos, A.; Plessas, S.; Kourkoutas, Y.; Stefanis, C.; Vavias, S.; Voidarou, C.; Bezirtzoglou, E. Experimental effect of ozone upon the microbial flora of commercially produced dairy fermented products. International Journal of Food Microbiology, 2017.
[30] Eramo, V.; Modesti, M.; Riggi, R.; Forniti, R.; Lembo, M.; Vinciguerra, V.; Botondi, R. Preserving the aromatic profile of aged Toma Piemontese PDO cheese with gaseous ozone technology: A quality assessment via SPME-GC–MS/E-Nose. Journal of Dairy Science, 2024.
Vanessa Eramo
Vanessa Eramo, Tecnologo Alimentare e dottoranda al terzo anno in “Scienze, Tecnologie e Biotecnologie per la Sostenibilità” presso il DIBAF dell’Università degli Studi della Tuscia (Viterbo), conduce un progetto di ricerca industriale (PON 2014-2020) sull'uso della tecnologia dell'ozono come sanitizzante green per il controllo delle contaminazioni nella produzione lattiero-casearia.
