HPP Tecnologia ad alta pressione e sicurezza alimentare dei prodotti

03/04/2022 – La tecnologia ad alta pressione per la sicurezza alimentare dei prodotti

La Commissione europea ha chiesto ad EFSA un’opinione in merito all’efficacia e sicurezza dei Processi ad Alta Pressione (HPP) per gli alimenti.

Ad EFSA sono stati posti tre gruppi di domande strutturate come di seguito:

Il primo gruppo di domande è stato relativo all’efficacia e alla sicurezza chimica e microbiologica dell’uso dell’HPP su alcuni alimenti. Per questo argomento si è voluto entrare nel dettaglio ponendo in particolare le seguenti questioni:

• Fornire una panoramica degli alimenti a cui l’HPP è o potrebbe essere applicato e le relative condizioni di lavoro;
• Elencare i fattori intrinseci ed estrinseci degli alimenti che possono influenzare l’efficacia dell’HPP;
• Fornire una valutazione dei potenziali rischi chimici e microbiologici per la sicurezza alimentare negli alimenti trattati con HPP rispetto agli alimenti non trattati oppure agli alimenti sottoposti a trattamenti (applicati di routine) allo scopo di aumentare la sicurezza alimentare microbiologica (se presenti).

Il secondo gruppo di domande è stato posto ad EFSA rispetto alla valutazione dell’efficacia del trattamento HPP applicato al latte crudo e al colostro crudo dei ruminanti. Le questioni di dettaglio da esplorare erano:

• la raccomandazione di fornire requisiti minimi in termini di tempo e pressione dell’HPP, e altri fattori se rilevanti, per il controllo di Mycobacterium spp., Brucella spp., Listeria monocytogenes, Salmonella spp. ed Escherichia coli produttori di tossina Shiga (STEC), per ottenere un’efficacia equivalente a quella della pastorizzazione;
• fornire una panoramica degli indicatori appropriati per verificare l’efficacia dell’HPP, sia come parte della convalida e verifica nell’impianto HPP che/oppure nel prodotto finito sul mercato;
• fornire una valutazione comparativa del rischio per la salute umana che potrebbe derivare dal consumo di latte o colostro trattati con HPP rispetto a quelli crudi, a quelli pastorizzati o rispetto a quelli trattati con tecnica UHT.

Il terzo gruppo di quesiti sottoposti ad EFSA ha riguardato l’efficacia dell’HPP applicata ad alimenti noti per causare la listeriosi, in questo caso le questioni sottoposte in dettaglio erano:

• raccomandare requisiti minimi in termini di tempo e pressione dell’HPP, e altri fattori se rilevanti, per ridurre significativamente i livelli di L. monocytogenes, considerando che i parametri che influenzano la crescita di L. monocytogenes rimangano invariati;
• la valutazione dell’efficacia su altri agenti patogeni rilevanti quando si applicano i requisiti minimi identificati per la L. monocytogenes.

Le conclusioni riportate nel rapporto EFSA vengono riportate di seguito rispettando l’ordine dei quesiti sopra riportati.

Rispetto all’efficacia e alla sicurezza microbiologica e chimica dell’uso della tecnica HPP:

• Quasi tutti i tipi di alimenti possono essere trattati con HPP, sebbene gli alimenti a bassa umidità non vengano generalmente trattati con questa tecnologia a causa della bassa inattivazione microbica quando il contenuto di acqua è inferiore al 40%. L’importanza relativa del tipo di alimento trattato con l’HPP rispetto ad altri tipi di alimenti è la seguente:
  • elevata: prodotti cotti a base di carne e affettati RTE, salumi, hot dog e altri prodotti cotti a base di carne, sminuzzati e prodotti stagionati a base di carne (crudi), succhi di frutta e verdura acidi, guacamole e pasti pronti;
  • media: purea di frutta, insalate umide (pH <5) e altre salse (ad es. hummus, pesto, salsa); crostacei, molluschi, molluschi e prodotti derivati; cibo per neonati; e
  • bassa: pesce e prodotti della pesca; latte, latte crudo e formaggio pastorizzato, formaggio fuso e prodotti lattiero-caseari (diversi dai formaggi).

Nel contesto industriale, per l’inattivazione microbica vengono spesso applicate pressioni comprese tra 400 e 600 MPa, con tempi di mantenimento comuni compresi tra 1,5 e 6 minuti. L’acqua utilizzata come fluido di trasmissione della pressione per il trattamento HPP viene spesso preventivamente refrigerata a 4 – 8°C.

Di solito i prodotti (alimenti liquidi, semisolidi e solidi) sono imballati in materie plastiche non flessibili prima del trattamento HPP (“In-pack”) per evitare la ri-contaminazione del prodotto dopo il trattamento HPP. Sono disponibili anche attrezzature per il trattamento di liquidi sfusi prima del confezionamento (“In-bulk”), ma attualmente sono utilizzate molto raramente.

• I principali fattori intrinseci che influenzano l’efficacia dell’HPP degli alimenti in termini di riduzione microbica delle forme vegetative sono l’a_w e il pH. L’inattivazione microbica è migliorata a valori di a_w più alti e pH più bassi. Carboidrati, proteine e lipidi esercitano un effetto protettivo sui microrganismi, che diminuisce la riduzione microbica da parte dell’HPP negli alimenti. I principali fattori estrinseci sono la pressione target e il tempo di mantenimento. Anche il tipo di microrganismi, l’unità tassonomica e il ceppo e lo stato fisiologico dei microrganismi da inattivare influiscono sull’efficacia dell’HPP.

L’efficacia dell’HPP in diverse matrici alimentari è variabile a causa delle interazioni tra i fattori alimentari intrinseci, il che rende difficile la previsione dell’efficacia dei trattamenti HPP specifici in una matrice alimentare complessa che richiede quindi la convalida in alimenti reali.

• Si ritiene certo al 99 – 100% che l’applicazione dell’HPP agli alimenti non presenterà ulteriori problemi di sicurezza alimentare microbica ai consumatori (ad es. attivazione delle spore, induzione di lesioni sub-letali nelle cellule, conversione della forma normale dei prioni in forme amiloidi e di virulenza, espressione genica della tossina e resistenza crociata ad altri stress) rispetto ad altri trattamenti routinari applicati a questi alimenti.

Si ritiene con una certezza superiore al 95% (estremamente probabile o superiore) che le micotossine e i contaminanti di processo, valutati in questo parere scientifico, non presentano una maggiore incidenza a causa dell’assunzione di cibo trattato con HPP rispetto al cibo convenzionale.

L’uso di HPP non dà luogo a ulteriori problemi di sicurezza alimentare di origine chimica da FCM (Food Contact Material) negli alimenti trattati con HPP rispetto agli alimenti trattati in condizioni T/t simili senza HPP.

Rispetto alla valutazione dell’efficacia del trattamento HPP applicato al latte crudo e al colostro crudo dei ruminanti:

• Oltre a Mycobacterium bovis, Brucella Melitensis, L. monocytogenes, Salmonella spp. e STEC, gli altri rischi rilevanti che devono essere ridotti dalla pastorizzazione termica del latte crudo/colostro crudo dei ruminanti sono Campylobacter spp., TBEV e S. Aureus. La pastorizzazione termica del latte secondo i requisiti di legge (cioè almeno 72°C per 15 secondi o almeno 63°C per 30 min o equivalente) dovrebbe comportare una riduzione di oltre 10 log della maggior parte dei patogeni (es. STEC, L. monocytogenes, Salmonella spp., S. Aureus e Campylobacter spp.), mentre si prevedono riduzioni inferiori per Brucella spp. e M. Bovis (usando MAP come sostituto) e ancora più basso per TBEV, per il quale vi è una significativa mancanza di dati. L’HPP non può ottenere riduzioni log₁₀ equivalenti a quelle ottenute dalla pastorizzazione termica del latte secondo i requisiti legali. Condizioni equivalenti HPP (a temperature di lavorazione <45°C) possono essere identificate per riduzioni log₁₀ inferiori come raccomandato dalle agenzie internazionali (cioè 5, 6, 7 e 8 riduzioni log₁₀). Per STEC, L. monocytogenes, Salmonella spp., S. Aureus and Campylobacter spp., si ritiene al 99 – 100% certo (quasi certo) che la riduzione del PC di 8 log10 si ottiene utilizzando la pastorizzazione termica del latte e il trattamento HPP del latte crudo e del colostro crudo utilizzando i seguenti esempi di requisiti minimi (combinazioni di pressione target/tempo di mantenimento (P /t)):

• • 600 Mpa – 8 min, 550 Mpa – 10 min e a 500 Mpa – 15 min per S. Aureus;
  • 600 Mpa – 5 min, 550 Mpa – 7 min e a 500 Mpa – 11 min per STEC;
  • 600 Mpa – 6 min, 550 Mpa – 7 min e a 500 Mpa – 8 min per L. monocytogenes;
  • 600 Mpa – 5 min, 550 Mpa – 6,5 min e a 500 Mpa – 9 min per Salmonella spp.;e
  • 600 Mpa – 1 min, 550 Mpa – 1 min e a 500 Mpa – 1 min per Campylobacter spp.

Per M. Bovis (usando MAP come sostituto), si ritiene sicuro al 95 – 99% (estremamente probabile) che il PC per la pastorizzazione termica di riduzione di 5 log₁₀ sia soddisfatto utilizzando la pastorizzazione termica del latte. Questa riduzione di 5 log₁₀ può essere ottenuta con una certezza del 99 – 100% (quasi certo) mediante trattamento HPP del latte crudo e del colostro crudo utilizzando ad esempio 600 Mpa – 2,5 min, 550 Mpa – 4,5 min e a 500 Mpa – 7,5 min.

Per B. Melitensis e TBEV, non è stato possibile fissare requisiti HPP minimi a causa della mancanza di dati.

La condizione HPP più rigorosa utilizzata a livello industriale, sulla base delle informazioni raccolte (600 MPa per 6 min), raggiungerebbe il PC (ovvero 5 log per M. Bovis e 8 logs per S. Aureus, STEC, L. monocytogenes, Salmonella spp. e Campylobacter spp.), eccetto per S. Aureus che a queste condizione di HPP raggiungerebbe 6 log₁₀ di riduzione.

• L’ALP, i fermenti lattici endogeni ampiamente utilizzati per verificare un’adeguata pastorizzazione termica del latte vaccino, è relativamente resistente alla pressione e il suo utilizzo sarebbe limitato a quello di un indicatore di sovra lavorazione, mentre l’inattivazione di altri fermenti lattici (GGT o XoX) o la denaturazione di alcune proteine del siero di latte (β-Lg, LF), avverrebbero a condizioni di lavorazione dell’HPP più vicine a quelle necessarie per l’inattivazione di 5 log₁₀ di S. Aureus.

Tuttavia, sulla base delle prove disponibili, si ritiene al 90 – 95% certo (molto probabile) che nessuno degli indicatori valutati possa essere attualmente proposto come indicatore appropriato da utilizzare nelle condizioni di HPP tecnologicamente e commercialmente applicate dall’industria in modo fattivo (400 e 600 MPa per 1,5 – 6 min).

• Anche la condizione HPP più rigorosa utilizzata industrialmente (600 MPa per 6 minuti) porterebbe a riduzioni di log₁₀ inferiori rispetto al latte UHT (considerato per ottenere riduzioni di 12 log₁₀), ad eccezione per il Campylobacter spp.. L’impatto di ciò sull’esposizione dipenderebbe dai livelli di contaminazione iniziale.

Anche la condizione HPP meno rigorosa utilizzata industrialmente (450 MPa per 5 minuti) porterebbe a una minore probabilità di esposizione a porzioni contaminate a tutti i patogeni rispetto al latte crudo.

Una valutazione comparativa non può essere prodotta per i patogeni nel colostro e per Brucella spp. o TBEV nel latte a causa della mancanza di dati sull’HPP e/o sull’inattivazione termica.

Quando si confronta con il latte termicamente pastorizzato, considerando il PC minimo e massimo raccomandato dalle agenzie internazionali (cioè riduzioni di 5 e 8 log₁₀), le condizioni HPP valutate (500 MPa per 5 min, 600 MPa per 3 min o 600 MPa per 6 min) nonché i livelli di contaminazione iniziale del latte hanno un impatto sull’esito della valutazione comparativa dell’esposizione.

Per tutti i patogeni pertinenti, ad eccezione per S. Aureus, presente nel latte a livelli di contaminazione iniziale inferiori a 5 log₁₀ UFC/ml, la condizione HPP più severa utilizzata a livello industriale porterebbe a una riduzione logaritmica così elevata che più di 99 porzioni su 100 non sarebbero contaminate.

L’importanza per la salute pubblica di un piccolo numero di batteri sopravvissuti dopo l’HPP non possono essere stimati, a causa della mancanza di dati specifici del patogeno e di informazioni su condizioni T/t realistiche necessarie per quantificare l’impatto dei trattamenti e la successiva conservazione sulla crescita del patogeno e sui livelli da ingerire attraverso il latte trattato.

Rispetto all’efficacia dell’HPP applicata ad alimenti noti per causare la listeriosi:

• Gli alimenti noti per essere associati alla listeriosi umana e che sono attualmente soggetti a HPP al fine di aumentare la sicurezza alimentare microbiologica nell’UE sono i prodotti a base di carne cotta RTE, i formaggi a pasta molle e semi-molle, il formaggio fresco e il pesce affumicato. Le verdure surgelate non sono attualmente trattate con HPP a causa dei suoi effetti dannosi sulla struttura del prodotto.

I fattori intrinseci degli alimenti che possono influenzare l’efficacia dell’HPP in questi alimenti sono le loro caratteristiche fisico-chimiche, principalmente pH e a_w, e la presenza di composti specifici come proteine, grassi e conservanti (es. lattato).

Per i prodotti a base di carne cotta RTE, i requisiti minimi (combinazioni P/t target) a temperature di lavorazione <45°C che permetterebbero di ottenere determinate (1 – 5) riduzioni log₁₀ per L. monocytogenes sono stati derivati ​​ con una certezza del 90 – 95% (molto probabile); esempi sono:

• • riduzione ≥2 log₁₀: 600 Mpa – 2,3 min, 550 Mpa – 3,4 min e 500 Mpa – 5,0 min
  • riduzione ≥4 log₁₀: 600 Mpa – 3,9 min, 550 Mpa – 5,7 min e 500 Mpa – 8,4 min; e
  • riduzione ≥5 log₁₀: 600 Mpa – 4,7 min, 550 Mpa – 6,9 min e 500 Mpa – 10,1 min.

Per l’altro tipo di alimenti RTE elencati come più rilevanti per la listeriosi, l’elevata incertezza dovuta alla scarsità di dati e alla scarsa capacità predittiva del modello non consentivano di fissare requisiti HPP minimi generici. Per ogni alimento specifico sono necessari studi di validazione specifici che seguano le linee guida internazionali.

• Salmonella spp. e E. Coli sono stati identificati come i più importanti pericoli aggiuntivi rilevanti (a parte L. monocytogenes) negli alimenti sopra elencati noti per essere associati alla listeriosi umana.

Negli alimenti RTE considerati, questi agenti patogeni (Salmonella ed E. Coli) sono generalmente più sensibili all’HPP di L. monocytogenes e si ritiene al 66 – 90% di certezza (probabile) che saranno inattivati in misura simile o superiore a L. monocytogenes.

Per la trattazione completa dell’opinione EFSA si rimanda al seguente link: The efficacy and safety of high-pressure processing of food