Giornale Italiano sulla Sicurezza Alimentare 2014; volume 3:4462   

 

Nuove tecnologie per migliorare la qualità e la sicurezza delle uova da tavola: il trattamento agli ultra-violetti e il confezionamento in atmosfera modificata

 

Frédérique Pasquali, Pietro Rocculi, Alessandra De Cesare; Federica Bovo, Pietro Olivi, Alex Lucchi, Adele Meluzzi

Dipartimento di Scienze e Tecnologie Agro-Alimentari, Università degli Studi di Bologna, Italy

 

Estratto

 

Nel presente studio l'effetto del trattamento agli ultravioletti (UV) da solo e in combinazione con il confezionamento in atmosfera CO2 100% modificata (MAP) è stato valutato sia sulla sopravvivenza dei batteri presenti in natura, sia sui parametri di qualità delle uova da tavola durante 28 giorni di conservazione a 21°C.

Le uova da tavola sono state raccolte dal nastro trasportatore dopo il modulo UV, e immessi sui vassoi di cartone.

Un numero rappresentativo di vassoi di cartone è stato confezionato in un sacchetto multistrato ad alta barriera riempito con 100% di CO2. Tutte le uova sono state conservate a 21°C e analizzate a 0, 1, 7, 14, 21 e 28 giorni di conservazione. Sono state incluse anche le uova non trattate con l’UV e non confezionate. Sono stati studiati sui gusci d'uovo il conteggio delle colonie totali, dei coliformi totali e il conteggio dei coliformi fecali, così come la ricerca della Salmonella spp. Inoltre, sono stati valutati i parametri chimico-funzionali come la perdita di peso, il pH dell’albume e l’Unità Haugh (HU). Tale conteggio delle colonie totali sulle uova da tavola trattate agli UV è stato di circa 1 log10 CFU/g inferiore alle uova non trattate (2.27 vs 3.29 log10 CFU/g).    

Durante la conservazione, le uova imballate in CO2 hanno mantenuto i valori iniziali di HU, mentre il pH dell’albume è diminuito fino a 1.5-2 punti rispetto alle uova non  imballate.

Il trattamento UV è stato efficace nel ridurre il numero totale delle colonie sulla superficie delle uova da tavola. Il MAP ha mostrato un grande potenziale nel mantenere/migliorare le proprietà tecnologiche dei componenti base delle uova (maggiore stabilità della schiuma dell’albume per la preparazione della meringa), senza un particolare rilievo sulla carica microbica delle uova da tavola.

 

Introduzione

 

Da una prospettiva di sicurezza alimentare, le uova da tavola rappresentano un problema per la salute pubblica. Le uova e gli ovoprodotti sono segnalati come i più frequentemente identificati veicoli alimentari e focolai di tossinfezione alimentare (Autorità Europea della Sicurezza Alimentare, 2014).

Questa categoria di prodotto alimentare è stata correlata al 22% delle 763 prove di forti focolai riportati nel 2012 in Europa (Autorità Europea di Sicurezza Alimentare, 2014). Batteri patogeni come la Salmonella enterica sierotipo Enteritidis e altri batteri dannosi possono contaminare la superficie esterna del guscio dell'uovo o il contenuto interno delle uova. La contaminazione interna potrebbe verificarsi come conseguenza della penetrazione attraverso il guscio (Gantois et al., 2010). A questo proposito, la disinfezione della superficie delle uova da tavola è rilevante al fine di impedire sia il deterioramento dell'uovo sia le malattie trasmesse attraverso le uova. Per più di vent'anni le luci ultraviolette (UV), applicate in continuo o ad impulsi, sono state descritte come un’efficace tecnologia di decontaminazione superficiale delle uova a guscio (Turtoi e Borda, 2014; De Reu et al., 2006; Keklik et al., 2010; Kuo et al., 1997; Chavez et al., 2002;. Coufal et al., 2003). Il destino di batteri sulle uova a guscio trattate con gli UV durante lo stoccaggio non è stato descritto per la nostra conoscenza.

Per quanto riguarda la qualità delle uova da tavola, durante la conservazione i costituenti dell’uovo subiscono una diminuzione della loro qualità funzionale (cioè stabilità della schiuma dell'albume) (Rocculi et al., 2009, 2011). A questo proposito si potrebbe prevedere una tecnologia di conservazione degli alimenti.

Il confezionamento in atmosfera modificata (MAP) è una tecnica ampiamente utilizzata per la conservazione degli alimenti, che può contribuire al mantenimento della iniziale qualità e freschezza del prodotto alimentare. Sulle uova fresche, il confezionamento in atmosfera ad alta CO2 ha un documentato effetto positivo sia sul mantenimento della qualità del prodotto sia sulle proprietà tecnologiche dei costituenti dell’uovo (Cotterill e Gardner, 1956; Moran, 1937; Rocculi et al., 2009, 2011). In particolare, le uova imballate al  100% in CO2 hanno mostrato una limitazione della diminuzione dell’unitò Haugh (HU) e l'aumento del pH durante la conservazione (Rocculi et al., 2009). Questi risultati sono stati collegati ad una stabilità della schiuma statisticamente superiore dell'albume (Rocculi et al., 2011). Da un punto di vista microbiologico, l'effetto positivo del MAP sulla inibizione della crescita di batteri dannosi è stato ampiamente documentato per diversi prodotti alimentari (Genogeorgis, 1985; Hiontlian e Hotchkiss, 1987; Wimpfheimer et al., 1990;. Faber, 1991; Rajkovic et al., 2010). Sulle uova da tavola, l’imballaggio al 100% in CO2 ha dimostrato di essere più efficace del 100% in aria nel controllo dei batteri dannosi durante i 30 giorni di conservazione a 4, 25 e 37°C (Pasquali et al., 2012). L'effetto del 100% in CO2 rispetto alle uova non imballate insieme durante lo conservazione non è stata descritta per la nostra conoscenza.

Nel presente studio l'effetto del trattamento UV da solo e in combinazione con il 100% CO2 MAP è stato valutato sia sulla sopravvivenza dei batteri presenti in natura che sui parametri di qualità dell’albume d'uovo durante 28 giorni di conservazione a 21°C, e confrontato con le uova da tavola non trattate e non imballate.

 

Materiali e Metodi

 

Le uova da tavola sono state raccolte da un centro commerciale di confezionamento selezionato per un alto livello di automazione mirato a prevenire possibili contaminazioni incrociate. Tutte le uova provengono dalla stessa azienda di galline ovaiole allevate in gabbie.

Per il trattamento UV, è stato utilizzato un sistema prototipo di disinfezione UV-C avente una lunghezza d'onda di 253.7 nm con un’intensità di 10 mW cm2 (sistema di disinfezione UV; MOBA, Barneveld, Paesi Bassi). Il sistema di disinfezione UV è stato collegato a un’igienica (doppia) alimentazione a rulli MOBA. La velocità del nastro trasportatore era di 0.171 m s-1. Poiché il sistema di disinfezione UV-C aveva una lunghezza di 119.2 cm, il tempo di esposizione per ogni uovo era 7 s.

Per MAP, le uova sono state collocate su supporti di cartone scelti in preliminari esperimenti comparativi come i migliori supporti in termini di assorbenza d’umidità in un ambiente con umidità relativa del 98%. Ogni supporto che racchiudeva 6 o 12 uova è stato confezionato in un sacchetto multistrato ad alta barriera (Reber snc, Reggio Emilia, Italia), che è stato riempito con gas utilizzando un mixer quaternario mod. KM100-4 (Witt-Gasetechnik, Witten, Germania) e una saldatrice di lavaggio gas mod. Multiple 315 (Orved srl, Venezia, Italia).

Per la valutazione dell'efficacia del solo trattamento UV sulla riduzione della carica microbica superficiale delle uova da tavola, un totale di 640 uova sono state raccolte in 4 studi successivi. Per ogni prova, 16 campioni sono stati testati: otto campioni replicati di uova raccolte prima del modulo UV (campioni di controllo) e otto campioni replicati di uova raccolte dopo il modulo UV. Ogni campione è stato un bacino di gusci d'uovo di 10 uova. Per la valutazione dell'effetto del trattamento UV in combinazione al MAP sulla riduzione della carica microbica superficiale, 60 supporti di cartone contenenti 12 uova ciascuno sono stati raccolti dopo il modulo UV. Di questi, 30 supporti sono stati imballati in 100% CO2. Tutti i supporti sono stati immagazzinati a 21±2°C. A 1, 7, 14, 21, e 28 giorni di conservazione, 6 repliche di campioni di uova imballate al 100% CO2 sono state testate assieme a 6 campioni di repliche di uova non imballate.

Ogni campione è stato un bacino di gusci d'uovo di 10 uova appartenenti allo stesso supporto di cartone. Per la valutazione dell'effetto combinato del trattamento UV e MAP sul mantenimento della qualità dei costituenti delle uova da tavola, un migliaio di uova sono state raccolte dopo il modulo UV, confezionate in 100% CO2 e conservate a 21± 2°C. A 0, 3, 7, 11, 15, 21, e 28 giorni di conservazione, la perdita di peso, HU e pH dell'albume sono stati valutati su tre uova per pacchetto. Il pH del bianco d'uovo è stato misurato a 25°C utilizzando un pH-metro mod. Cyberscan 510 (Lennox, Dublino, Irlanda), mentre la HU è stata determinata a 25°C come descritto in precedenza (Haugh, 1937). Questo indice è ancora ampiamente utilizzato per definire la qualità interna delle uova, saggiando il grado di freschezza dell'uovo. Generalmente una diminuzione della qualità dell’albume corrisponde una riduzione della HU.

Per gli esami microbiologici condotti per valutare l'effetto del trattamento UV sia da solo che in combinazione con MAP, i campioni di gusci aggregati sono stati sottoposti a un conteggio totale delle colonie, un conteggio dei coliformi totali e fecali e il rilevamento di Salmonella seguendo standard metodi microbiologici. (ISO 4833:2003, ISO 6579:2004, ISO 4832:2006; ISO, 2003, 2004, 2006).

 

Risultati

 

Per quanto riguarda il solo effetto del trattamento UV sulla sopravvivenza dei batteri presenti naturalmente sulla superficie delle uova, una significativa riduzione del numero totale delle colonie è stata registrata confrontando le uova da tavola campionate prima e dopo il trattamento UV (da 3.29 a 2.25 log10 CFU/g) (Tabella 1). Nessun effetto del trattamento UV è stato registrato sui coliformi totali e fecali, che mostravano carichi vicino al limite di rilevazione di un log10 CFU/g già prima del trattamento UV (Tabella 1). Tutti i campioni erano non contaminate da Salmonella spp.

 

 

 

 

 

 

 

 

Per quanto riguarda l'effetto del trattamento UV in combinazione con il confezionamento a 100% CO2 sulla sopravvivenza dei batteri presenti naturalmente sulla superficie dell'uovo durante la conservazione a 21°C, nessuna differenza significativa è stata registrata sia sui coliformi totali che su quelli fecali, i cui carichi erano vicino al rilevamento limite dal giorno 0 al giorno 1 e non rilevabili dal giorno 7 al giorno 28 di conservazione a 21°C sia sulla superficie di CO2 delle uova imballate trattate a UV e a 100% CO2 (uova UV+MAP) e sulle uova trattate a UV non imballate (uova UV). A causa di questo basso carico, non sono previste considerazioni sull'effetto del trattamento UV e MAP sui batteri coliformi.

Una diminuzione di circa 2 log10 CFU/g del conteggio totale della colonia è stato registrato in più di 28 giorni di conservazione sulle uova UV, mentre una tendenza opposta, anche se non statisticamente significativa, è stata registrata sulle uova UV+MAP (Figura 1). Sulla superficie non trattata a UV e sulle uova non confezionate (controllo) un sostanziale mantenimento del carico iniziale di batteri totale è stato registrato lungo il periodo di conservazione suggerendo l'efficacia del trattamento UV sul controllo dei batteri presenti naturalmente anche durante la conservazione (Figura 1).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Per quanto riguarda l'effetto del trattamento UV in combinazione con il confezionamento CO2 al 100% sulla qualità dei componenti dell’uovo, la perdita di peso delle uova non imballate è stata registrata come di circa 7%, mentre nelle uova imballate la perdita di peso era di circa 1,5% (Figura 2A). La ridotta perdita di peso delle uova imballate a 100% di CO2 suggerisce che il gas sia permeato all'interno dell'uovo. Questa idea è confermata dai valori di pH dell'albume. In particolare, già dopo 3 giorni di conservazione a 21°C il pH dell’albume delle uova imballate è sceso a 7.5 (Figura 2B). Questo valore si è mantenuto in tutto il periodo di conservazione rimanente. Il valore di pH ridotto era legato al mantenimento dei valori iniziali di HU durante tutto il periodo di conservazione (Figura 2C).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Discussione

 

Il carico di batteri presenti in natura è stato basso sia per i coliformi totali che per quelli fecali, confermando gli studi precedentemente riportati (Hannah et al., 2011). Il trattamento UV da solo era efficace nel ridurre il carico di batteri sulla superficie totale delle uova da tavola di circa un log10 CFU/g del guscio d'uovo. Riduzioni simili sono state registrate da altri autori testando un trattamento UV commerciale di 4.7 s (De Reu et al., 2006). L'efficacia del trattamento UV è stato rinforzato durante la conservazione. In particolare, confrontando i carichi batterici sulle uova non imballate trattate a UV (uova UV) con uova non imballate e non trattate UV (controllo), la riduzione di 1 log10 CFU/g registrato immediatamente dopo il trattamento UV è aumentata a circa 2 log10 CFU/g dopo 28 giorni di conservazione a 21°C (Figura 1). Al contrario, l’imballaggio al 100% in CO2 non ha un impatto significativo sul carico di batteri totali e coliformi totali e fecali confermando i risultati precedentemente riportati (Pasquali et al., 2012).

La perdita di peso delle uova durante il magazzinaggio è causata principalmente dall’evaporazione dell'acqua e dalla perdita di CO2 (Caner, 2005). Una significativa differenza di perdita di peso è stata registrata confrontando le uova imballate a 100% in CO2 con le uova non imballate (1.5 vs 7%). I risultati sulle uova non imballate confermano i precedenti esperimenti i quali mostrano una perdita di peso del 6-10% (Caner, 2005; Rocculi et al., 2009). Nelle uova imballate i valori riportati nel presente studio sono leggermente superiori a quelli precedentemente riportati [1.5% in questo studio vs 0.5% Rocculi et al. (2009)]. Le differenze di perdita di peso tra gli studi potrebbero essere dovute alla condizioni di conservazione, la temperatura, le dimensioni delle uova e delle coperture di porosità, nonché, per le uova imballate, l'inclusione di umidità assorbente (Bhale et al., 2003; Caner, 2005; Rocculi et al., 2009; Pasquali et al., 2012).

In termini di pH (Figura 2B), l'albume dei campioni di controllo ha mostrato una tendenza di incremento dall'inizio alla fine della conservazione causata dalla perdita di CO2 attraverso il guscio (Keener et al., 2001; Li et al., 1985). L’albume dei campioni confezionati in aria evidenzia valori abbastanza costanti di pH durante la conservazione, mentre l'uso del 100% CO2 era responsabile di una diminuzione rapida e marcata del pH (circa 1.5-2 punti) come conseguenza della solubilizzazione di CO2 nell’albume. I nostri risultati sono in accordo con quelli ottenuti da Brooks e Pace (1938), che hanno dimostrato che il pH del bianco è legato alla pressione parziale di CO2 nell'atmosfera circostante e varia approssimativamente da 9.7 a 6.5 in aria in 100% CO2.

Il valore medio di HU delle uova fresche utilizzate per il nostro esperimento (Figura 2C) era di circa 90, che corrisponde a quella di un uovo fresco e di buona qualità (Caner, 2005). Questo valore è diminuito rapidamente per i campioni di controllo, in accordo con la precedente inchiesta sulla modifica della qualità delle uova fresche durante la conservazione (Jones e Musgrove, 2005; Kahraman-Dogan et al.; 1994). Tutti i campioni di uova imballate erano meglio conservate in termini di HU rispetto a quelle non imballate.

Studi futuri saranno condotti per valutare il migliore indicatore dell'efficacia battericida del UV-C. Poiché l'effetto battericida del UV-C è dovuta principalmente al danno al DNA, la quantificazione di rotture del DNA potrebbe essere un utile indicatore dell'efficacia del trattamento UV-C (Santos et al., 2013).

Un altro oggetto di studi futuri riguarda la valutazione della qualità igienica del contenuto interno dell'uovo trattato durante la conservazione. Attualmente, il contenuto di acido lattico viene utilizzato come indicatore chimico della qualità igienica di materie prime utilizzate nella fabbricazione di ovoprodotti (Commissione Europea, 2004). Per quanto riguarda le uova da tavola, il contenuto di acido lattico può essere un utile indicatore della presenza e crescita di batteri dannosi come conseguenza della contaminazione incrociata dovuta alla rimozione del guscio d’uovo a livello dei consumatori.

 

Conclusioni

 

Il trattamento UV era efficace nel controllare il conteggio totale della colonia sulla superficie delle uova durante 28 giorni di conservazione a 21°C. Il 100% di imballaggio in CO2 ha mostrato un grande potenziale per la manutenzione della qualità dei costituenti delle uova. D'altra parte il confezionamento al 100% in CO2 non ha un impatto significativo sulla carica microbica delle uova da tavola.