Intervento dott. Pennisi_II parte

UNIVERSITA
UNIVERSITA’’
DEGLI STUDI
DI TERAMO
Valutazione dello stato di freschezza dei prodotti della
pesca:
metodi strumentali
Dr. Luca Pennisi
Dipartimento di Scienze degli Alimenti
Università degli Studi di Teramo
Ispezione e qualità
Ispezione
Antecedente alla
prima vendita
In corso di
commercializzazione
In corso di
produzione
Idoneità al consumo
Stato di freschezza
Corretta manipolazione
Lotta alle frodi
Idoneità alla trasformazione
Param. org. aggiuntivi
Standard e conservabilità
Controllo Ufficiale
Controllo Aziendale
Diversi approcci alla valutazione della freschezza del
pesce
Analisi sensoriali
caratteristici attributi di freschezza
(odore, aspetto, consistenza)
Parametri fisici
in fase di rigor mortis
nessun cambiamento di
struttura e consistenza
Microbiologia
bassa o nulla
carica microbica
elevati ATP e
creatinfosfato
e bassi cataboliti
dell’ATP
FRESCHEZZA
Lipidi
inizio delle ossidazioni enzimatiche
nessuna autossidazione
bassa idrolisi
Proteine
limitata proteolisi
Composti volatili
alti livelli di composti
con odore di fresco
bassi livelli di composti
con odore di deterioramento
bassi livelli di
TMA e ABVT
Metodi per controllare la qualità del pesce
Valutazione sensoriale
Metodi microbiologici
Composti volatili
Metaboliti dell'ATP
Proteine lipidi
Misurazioni fisiche
Le analisi sensoriali sono costose, necessitano di valutatori
addestrati e mantengono sempre una certa soggettività
In parallelo al metodo sensoriale
È necessario e urgente individuare
metodi oggettivi affidabili
per la determinazione di un certo numero di parametri,
ad esso ben correlati, adatti a descrivere correttamente
il complesso fenomeno delle modificazioni post mortem
e per stabilire lo stato della freschezza del pesce.
Eminenti laboratori di ricerca specializzati sul pesce in Europa
stanno lavorando per trovare metodi analitici
semplici, veloci e poco costosi,
per valutare on-line la freschezza del pesce,
ma ancora il problema non è stato risolto.
Metodi microbiologici
Misure microbiologiche possono essere usate per
valutare il grado di freschezza o di deterioramento.
• carica totale (TVC)
• gruppi di microorganismi e specifici microorganismi del
deterioramento (SSO).
Meglio usare il numero di SSO, quando conosciuto, per
integrare le classiche misurazioni di carica microbica
totale: il log del numero di SSO è infatti correlato in
modo più stretto con la conservabilità residua del
pesce determinata con punteggio di panel taste
Metodi microbiologici
Su cute, tessuto muscolare e su un pool degli
archi branchiali
carica microbica totale, Aeromonas spp, Listeria
spp e Vibrio spp
Sul solo tessuto muscolare
Batteri produttori di H2S
(semina su Iron Agar allo 0,5% di NaCl e
incubazione a +20°C per 120 h)
Metodi microbiologici
COLONIE NERE: Shewanella putrefaciens
COLONIE BIANCHE: Pseudomonas spp.
Pseudomonas spp. e Shewanella putrefaciens, sono tra i
maggiori responsabili di alterazione nei pesci marini e d’acqua
dolce.
Metodi microbiologici
Ad oggi il campionamento ed i metodi microbiologici hanno
alcune limitazioni. In particolare è necessario un lungo tempo
per la risposta. Anche i nuovi metodi microbiologici rapidi in
molti casi non sono molto rapidi (minimo 24 h).
Si prevede che in futuro saranno introdotti campionamenti e
procedure analitiche e statistiche (TVC and SSO) migliori e
standardizzate.
Metodi microbiologici e modelli predittivi
REGOLAMENTO (CE) n. 2073/2005
Se necessario……l'operatore del settore alimentare effettua studi ulteriori,
che possono comprendere:
-modelli matematici predittivi stabiliti per il prodotto alimentare in esame,
utilizzando fattori critici di sviluppo o di sopravvivenza per i microrganismi
in questione presenti nel prodotto.
. MODELLI PRIMARI
. MODELLI SECONDARI
. MODELLI TERZIARI
MODELLI PRIMARI
I modelli primari sono, fondamentalmente, basati sull’impiego di
equazioni matematiche in grado di riprodurre l’andamento della crescita
batterica in funzione del tempo
Curva di crescita batterica
MODELLI SECONDARI
Si parla di modelli secondari di microbiologia predittiva quando:
La creazione di una relazione matematica tra il tasso di crescita (μ) e le
caratteristiche del substrato (T, pH, aw, ecc.) potrebbe permettere di
generare dei modelli capaci di fornire un valore di concentrazione batterica
ad un qualsiasi tempo t.
MODELLI TERZIARI
Relativamente, infine, ai modelli terziari di microbiologia predittiva, questi
integrano modelli primari e secondari e puntano alla creazione dei c.d.
software di microbilogia predittiva come il Pathogen Modelling Program
(USDA) o il Growth Predictor (IFR).
Modelli predittivi
Relazione tra batteri e QIM
μmax: il tasso di crescita massimo
Q/(1+Q): stato fisiologico della cellula da cui dipende la durata della
Lag-fase
xmax: valore di crescita massima
Baranyi e Roberts (1994)
Modelli predittivi
Relazione tra batteri e QIM
Presupposto che variazioni del punteggio QIM possono essere
relativamente correlate all’incremento dei batteri alteranti su cute e
branchie, si può formulare il seguente modello:
variazione istantanea del QIM
variazione istantanea
Pseudomonas spp.)
variazione istantanea
Shewanella spp.)
colonie bianche (verosimilmente
colonie
nere
(verosimilmente
risultati grafici del fitting per l’ottenimento del valore alfa
Il modello messo a punto riproduce, in maniera piuttosto coerente, i
dati osservati. Esiste una buona correlazione matematica tra
punteggi di QIM e concentrazione batterica
Composti volatili
Composti volatili che contribuiscono al caratteristico odore di pesce
possono essere misurati per valutare la freschezza del pesce.
Odore di pesce fresco
legato alla specie
Odore di deterioramento
microbico
Odore ossidato
odori di piante, di cetriolo
e di funghi (specie eurialine)
odori di terra
odori dolce, fruttato,
ammoniacale, di zolfo
dolciastro, di stantio, putrido
odori di olio di fegato di
merluzzo,
di vernice da pittura
odori di stantio e di
conservato
ad es. alcooli a corta catena,
amine, ammoniaca,
TMA,composti solforati, H2S ,
metil mercaptano e
aromatici, fenolo,
composti azotati ciclici,
indolo, scatolo, acidi acetico,
butirrico ed isobuturrico
ad es. esanale,
2,4 eptadienale,
2,4,7-decatrienale …
(specie di acqua dolce)
odori di salato o tipo iodio
(specie marine)
ad es. alcooli C6 - C9
composti carbonilici,
1,5-octadien-3-olo,
2,6-nonadienale
Composti volatili
Tradizionalmente sono stati usati i classici metodi chimici per l’analisi di
ABVT (azoto basico volatile totale) e TMA (trimetilamina) nel muscolo di
pesce ma l’industria alimentare necessita di metodi rapidi per valutare la
freschezza o il deterioramento del pesce legato all’odore.
Regolamento CE n. 853/2004
CARATTERISTICHE ORGANOLETTICHE
DEI PRODOTTI DELLA PESCA
Gli operatori del settore alimentare devono effettuare un
esame organolettico dei prodotti della pesca. In particolare,
tale esame deve garantire che i prodotti della pesca
soddisfano tutti i criteri di freschezza.
B. ISTAMINA
Gli operatori del settore alimentare devono garantire che i
limiti relativi all'istamina non siano superati.
C. AZOTO VOLATILE TOTALE
I prodotti della pesca non trasformati non devono essere
immessi sul mercato se le analisi chimiche rivelano che i
limiti relativi all'ABTV o al TMA-N sono stati superati.
Regolamento CE n. 854/2004
CAPO II: CONTROLLI UFFICIALI SUI PRODOTTI DELLA PESCA
I controlli ufficiali sui prodotti della pesca comprendono almeno
i seguenti elementi.
A. ESAMI ORGANOLETTICI
Controlli organolettici a campione effettuati in tutte le fasi della
produzione, lavorazione e distribuzione. Uno degli scopi di tali
controlli è quello di verificare il rispetto dei criteri di freschezza
stabiliti conformemente alla normativa comunitaria. In
particolare si tratta di verificare, in tutte le fasi della produzione,
lavorazione e distribuzione, che i prodotti della pesca superino
almeno i livelli minimi dei criteri di freschezza stabiliti
conformemente alla normativa comunitaria.
Regolamento CE n. 854/2004
B. INDICATORI DI FRESCHEZZA
Qualora dall'esame organolettico emergano dubbi circa la
freschezza dei prodotti della pesca, possono essere prelevati
campioni da sottoporre ad esami di laboratorio per determinare
i livelli di azoto basico volatile totale (ABVT) e di trimetilaminaazoto (TMA-N).
L'autorità competente utilizza i criteri stabiliti dalla normativa
comunitaria.
Qualora dall'esame organolettico emergano dubbi sulla
presenza di altre condizioni che potrebbero nuocere alla salute
umana, sono prelevati campioni adeguati a fini di verifica.
C. ISTAMINA
Controlli a campione per la sorveglianza dell'istamina al fine di
verificare il rispetto dei livelli accettabili stabiliti dalla normativa
comunitaria.
DECISIONE 95/149/CE
DECISIONE della Commissione dell’8 marzo 1995 che fissa i valori limite di
ABVT (azoto basico volatile totale) per talune categorie di prodotti della
pesca e i relativi metodi di analisi.
Sebastes sp.
(Helicolenus dactylopterus,
Sebastichtys capensis)
25 mg/100 g
Pleuronettidi
(eccetto Hipoglossus sp.)
30 mg/100 g
Salmo salar, Merluccidi,
Gadidi
35 mg/100 g
Fattori influenzanti la produzione di ABVT
ammoniaca e basi azotate volatili
Valori guida di ABVT per la valutazione della freschezza
Valori limite di TMA (letteratura)
Pesce fresco:
0 – 5 mg/100g
Pesce in incipiente stato di alterazione: 5 – 20 mg/100g
Pesce alterato:
> 20 mg/100g
Parametri chimici riguardo i crostacei
•ABVT
•poco indicativo per la valutazione della freschezza di alcune specie, in
quanto differenze significative si possono osservare solo tra soggetti
freschi e soggetti gravemente alterati.
•In Parapenaeus longirostris si sono riscontrati valori di 37.38 mg/100g nei
prodotti freschi e di 42.80 mg/100g in quelli in iniziale fase di alterazione.
•Diverso nel caso di Nephrops norvegicus in cui a valori iniziali di 27.75
mg/100g seguivano, in prodotti lievemente alterati, valori di 40.38
mg/100g.
•Indolo
•deriva dalla degradazione enzimatica del Triptofano ad opera di diversi
microrganismi, tra cui E. coli e Proteus morganii
•La FDA ha stabilito che valori di 25 µg/100g possono essere considerati
indice di decomposizione
•Putrescina
•in gamberi Peneidi selvatici e di allevamento, a diverse condizioni di
temperatura (0, 12, 24 e 36°C), putrescina migliore indicatore rispetto alla
cadaverina e all’indolo
Metodi analitici correnti
Metodo di microdiffusione
(descritto da Conway e Byrne)
Metodo di distillazione diretta
(descritto da Antonacopoulos)
Metodo di distillazione di un estratto deproteinizzato
mediante acido tricloroacetico
Metodo di riferimento
distillazione di un estratto
deproteinizzato
mediante acido
perclorico
Libranose
Si tratta di una matrice di sensori chimici tipo “Thickness Shear Mode
Resonator” (TSMR) a trasduzione di massa. Ogni sensore è formato da
una lamina di quarzo (taglio AT - 20 MHz) ricoperta da un film molecolare
di metalloporfirina. Questi film molecolari sono in grado di interagire con
una vasta gamma di molecole presenti in fase gassosa.
Libranose
Libranose
Degradazione dell’ATP come indicatore di
freschezza
Dopo la morte l’Adenosin trifosfato (ATP) viene rapidamente degradato
a inosin monofosfato (IMP) e quest’ultimo ad inosina (HxR) ed ipoxantina
(Hx).
L’entità della degradazione dell’ATP viene espressa come valore K.
K1= ([HxR]+[Hx] / [IMP]+[HxR]+[Hx]) x 100
In linea di principio il valore K è un buon indicatore di freschezza.
Nel pesce fresco il valore K è basso perché è alto il tenore di IMP.
La futura tendenza è verso lo
sviluppo di tecniche rapide di determinazione dei metaboliti dell’ATP
definizione dei criteri di freschezza del valore K per la classificazione.
I metodi disponibili di determinazione dei cataboliti dell’ATP con HPLC sono
affidabili ma non utilizzabili di routine
servono metodi rapidi e validati per l’uso on line.
Biosensore per K1: affidabilità dei risultati
Spigola
% 60
50
40
30
20
10
0
0
24
48
72
96
120
144
168
o re
K H P L C e s tra tto
K B IO S e s tra tto
K B IO S s p re m u to
Proteine del muscolo del pesce
Al momento non ci sono metodi rapidi di determinazione dei
cambiamenti nelle proteine muscolari durante la conservazione post
mortem.
Dovrebbe essere incoraggiata ulteriore ricerca relativamente ai
cambiamenti post mortem dei filamenti intermedi e delle proteine
costameriche, distrofina in particolare, che hanno degradazione veloce e
quindi potrebbero indicare degradazioni post mortem abbastanza
precocemente.
Ossidazione dei lipidi
I lipidi del pesce, altamente polinsaturi, sono suscettibili all’ossidazione,
e possono causare alterazioni nell’odore, sapore, tessitura, colore e
valore nutrizionale del muscolo.
ACIDI GRASSI POLINSATURI
Ossigeno
VALORE
NUTRITIVO
TESSITURA
PEROSSIDI
PROTEINE LEGATE
MODIFICAZIONE
COMPOSTI NUTRITIVI
DERIVATI
FUNZIONALITA’
Proteine
Sapore
COLORE
Vitamine
COMPOSTI VOLATILI
Composti aminici
AROMA
COLORE
Ossidazione dei lipidi
Al momento non ci sono metodi rapidi di determinazione dei prodotti di
ossidazione. La maggior parte delle tecniche descritte per monitorare l’ossidazione
dei lipidi vengono usate solo per ricerca e poche vengono applicate di routine
nell’industria ittica. Inoltre per monitorare la progressione dell’ossidazione lipidica
sarebbe importante usare più di un metodo per evitare errori di interpretazione dei
risultati, dato che i differenti prodotti di ossidazione sono molto instabili.
Sarebbe necessaria ulteriore ricerca per identificare gli anti-ossidanti e i proossidanti più critici per i processi precoci di ossidazione lipidica.
Sono necessari soprattutto metodi semplici e rapidi per seguire le
alterazioni in questi composti.
Poichè si crede che l’iniziazione dell’ossidazione lipidica avvenga
nell’interfase acqua-lipidi, si dovrebbe dare priorità a ricerche che
mettano a fuoco i processi a livello di membrana.
Tecniche di misurazione fisica
•Misurazione di consistenza (texture)
•Caratterizzazione microstrutturale
•Proprietà dielettriche
•Misurazione del colore e metodi spettroscopici
•Indicatori TIME-TEMPERATURE (TTI)
Le misurazioni di texture del pesce è stata confrontata con analisi sensoriali ed
alcuni risultati hanno mostrato buone correlazioni. Uno dei maggiori problemi con le
misure di consistenza è la preparazione del campione a causa della struttura non
uniforme e del differente orientamento delle strutture.
Cambiamenti nella microstruttura del muscolo di pesce, un indebolimento della
struttura del tessuto connettivo in particolare, sono stati legati all’intenerimento post
mortem e alla capacità di ritenzione del liquido del muscolo.
E’ probabile che il TTI sarà gradualmente introdotto nella catena alimentare
all’ingrosso e al dettaglio nel caso di alimenti di pregio come il pesce.
Tecniche di misurazione fisica
Fish Tester
Cambiamenti nella freschezza possono
essere misurate dalle proprietà elettriche
del muscolo di pesce. Si tratta di
apparecchi elettrici che danno valori sul
pesce intero che mostrano una buona
correlazione con il punteggio sensoriale
di freschezza del pesce. Ma questi meters
non possono essere usati nel pesce
scongelato o nel pesce conservato in
acqua marina refrigerata. Buon indice di
pesce scongelato.
Un grave svantaggio sono i risultati
erronei causati dal danno meccanico del
pesce durante la manipolazione. Il
vantaggio di tester elettrici è invece
l’immediata risposta, l’uso in campo e
l’uso senza preventiva esperienza.
Tecniche di misurazione fisica
Torrymeter
“Torrymeter” è uno strumento che
misura la freschezza del pesce in
maniera rapida e obiettiva, e il
risultato non dipende da giudizi
soggettivi.
Per valutare la freschezza di un lotto
di solito non basta un singolo
campione.
Usando
“Torrymeter”
si
può
prelevare un adeguato numero di
campioni, valutarli separatamente,
calcolare i valori medi, emettere un
giudizio in pochi minuti, anche da
parte di personale non specializzato.
Tecniche di misurazione fisica
Valutazione del pH
Le indagini fisiche vengono condotte attraverso la misurazione
del pH nei muscoli epiassiali tramite pHmetro con elettrodo ad
infissione es. mod. HD 8705, Delta Ohm
Tecniche di misurazione fisica
NIR
Misurazioni di colore possono essere
legate ai cambiamenti nel pesce fresco.
Metodi
spettroscopici
hanno
recentemente guadagnato importanza
nella valutazione dei parametri della
qualità degli alimenti. La spettroscopia
vicino all’infrarosso (NIR) è una tecnica
promettente per misurare la freschezza
solo in futuro: è stata rilevata
correlazione fra gli spettri ottenuti e i
giorni in ghiaccio indipendentemente
dalla dimensione del pesce. Tuttavia è
necessaria
maggiore
ricerca
in
relazione alla dimensione, stagione,
condizioni
di
conservazione
ed
eventuali danni meccanici
METODI PER CONTROLLARE LA
FRESCHEZZA DEL PESCE
Valutazione sensoriale
Metodi microbiologici
Composti volatili
Proteine e lipidi
Metaboliti dell'ATP
Misurazioni fisiche
CONCLUSIONI
Il metodo sensoriale UE
corretto o il QIM e l’uso di
sensori
(per sostanze volatili,
proprietà dielettriche,
metaboliti dell’ATP) e i metodi
spettroscopici possono
essere considerati potenziali
strumenti per una valutazione
rapida e non distruttiva dei
prodotti ittici.