saturated saline solution
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1 INFLUENZA DEL TENORE DI SALE E DELLA TEMPERATURA DI MAGAZZINAGGIO SULLA VITA COMMERCIALE E SULLA FORMAZIONE D'ISTAMINA NELLA PASTA D'ACCIUGHE EFFECT OF SALT CONCENTRATION AND STORAGE TEMPERATURE ON SHELF-LIFE AND HISTAMINE FORMATION IN ANCHOVY PASTE Pietro Pirazzoli, Iller Incerti, Secondo Gola, Nicoletta Scaramuzza SSICA Stazione Sperimentale per l'Industria delle Conserve Alimentari, V.le Tanara, 31/A - 43100 Parma (Italia) 1 2 Riassunto È stata studiata la formazione d’istamina in quattro campioni di pasta d’acciughe a diverso tenore salino (P1, P2, P3 e P4 con NaCl nella fase acquosa 16, 20, 23 e 26 g/100 g, rispettivamente) conservati a 12, 22 e 30°C per un anno. Sono state seguite anche le variazioni di altri parametri qualitativi: carica batterica, valutazione sensoriale e indice di proteolisi. In tutti i campioni, nel corso del magazzinaggio, sono stati rilevati formazione d’istamina (ad eccezione di P1 e P4 mantenuti a 12°C), lo sviluppo batterico (ad eccezione di P4), decadimento organolettico (solo P4 conservato a 12°C manteneva ancora caratteristiche sensoriali accettabili dopo un anno di magazzinaggio) e aumento dell’indice di proteolisi. Tutto ciò è avvenuto generalmente in maniera più rapida e più intensa all’aumentare della temperatura di conservazione e al diminuire del tenore salino del prodotto. Il contenuto d’istamina non sempre è risultato correlato alla carica batterica, ai risultati della valutazione organolettica o all’indice di proteolisi, facendo ritenere possibile che la sua formazione fosse dovuta all’attività istidino-decarbossilasica dell’enzima già presente nelle acciughe salate e formatosi durante la loro preparazione e/o magazzinaggio o dell’enzima derivante dallo sviluppo di Micrococcaceae alotolleranti durante il magazzinaggio dei campioni. Abstract The formation of histamine in four samples of anchovy paste with different salt concentrations (P1, P2, P3 and P4 with NaCl in the aqueous phase 16, 20, 23 e 26 g/100g, respectively) and stored at 12, 22 and 30°C for one year was studied and compared with changes in other quality parameters: bacterial count, sensory evaluation and proteolysis index. All samples showed histamine formation (except P1 and P4 stored at 12°C), bacterial growth (except P4), sensory deterioration (only P4 stored at 12°C had acceptable sensorial characteristics after one year of storage) and proteolysis index increase during storage; rate and intensity of changes were, in general, higher with increasing higher storage temperatures and decreasing salt content of the product. Since histamine content did not show a good correlation with microbial count, sensory data evaluation or proteolysis index, its formation probably was due to the enzyme histidine-decarboxylase activity which being enzyme already present in the salted anchovies, had formed during their processing and/or storage, or of the enzyme resulting from the growth of the halotolerant Micrococcaceae in the sample during storage. Key words: anchovy paste, histamine, shelf-life 2 3 INTRODUZIONE Le ammine sono sostanze basiche azotate nelle quali uno, due o tre atomi di idrogeno dell'ammoniaca sono sostituiti da gruppi alchilici o arilici; quelle che si formano negli alimenti per azione microbica mediante il processo di decarbossilazione enzimatica degli amminoacidi sono dette biogene (istamina, putrescina, cadaverina, tiramina, spermina, spermidina, ecc.) e possono causare disturbi sanitari nell'uomo. L'istamina, la più importante dal punto di vista epidemiologico, è quella maggiormente studiata. La prima segnalazione d’intossicazione da istamina risale al 1828 in Gran Bretagna, in seguito a consumo di tonno (1). Successivamente, essendo episodi analoghi frequentemente associati al consumo di pesci appartenenti alla famiglia degli scombridi, tale patologia fu denominata "intossicazione da scombridi" (scombroid fish poisoning). Attualmente si ritiene più corretta la definizione di "intossicazione da istamina", in quanto anche altre specie ittiche e diversi alimenti (es.: prodotti ittici, carnei e a base di soia, formaggi, vegetali fermentati, birra e vino) sono stati coinvolti in questo tipo d'intossicazione. Essa si può presentare con diversi sintomi, tra i quali: irritazione cutanea, nausea, diarrea, palpitazioni, cefalea e vertigini. La gravità dei sintomi varia considerevolmente con la quantità d’istamina ingerita e con la sensibilità individuale all'ammina. L'istamina si forma per decarbossilazione dell'istidina e la sua origine è solo in minima parte riconducibile a fenomeni autolitici di origine tissutale. Essa è infatti generalmente di origine batterica, derivando dall'azione di un enzima specifico, che può essere elaborato da numerosi microrganismi, sull'amminoacido libero presente nell'alimento o prodottosi durante i processi degradativi delle proteine. Una volta che l’enzima istidino-decarbossilasi si è formato, esso può continuare a produrre istamina nell’alimento anche se i batteri non sono più attivi (2). Tenori relativamente elevati d'istidina libera sono naturalmente presenti nel tessuto muscolare di alcune specie ittiche, in particolare quelle a carne rossa, che sono pertanto considerate alimenti a rischio istamina. Ciò ha portato alla definizione di limiti di legge per il contenuto di tale sostanza nei prodotti della pesca in quasi tutti i paesi del mondo. L’Unione Europea, in sintesi, ha fissato in 100 mg/kg il massimo tenore d'istamina ammesso in pesci freschi o trasformati delle seguenti famiglie: Scombridae (es.: tonno e sgombro), Clupeidae (es.: sardina e aringa), Engraulidae (es.: acciuga) e Coryphaenidae (es.: lampuga). Tuttavia, i pesci di queste famiglie che abbiano subito un trattamento di maturazione enzimatica in salamoia possono presentare tenori d'istamina più elevati che non possono però superare il doppio del valore suddetto (3). La presenza del substrato, pur costituendo il requisito primario per l'azione della decarbossilasi batterica, non rappresenta l'unico fattore per la formazione dell'istamina; di fondamentale importanza è infatti la temperatura. La temperatura ottimale di formazione è generalmente individuata tra 20 e 37°C ed è correlata al tipo di microrganismo istamino-formatore considerato. È stato ampiamente provato che la formazione dell'istamina è rallentata dalla refrigerazione ed è prevenuta dal 3 4 magazzinaggio congelato, in quanto lo sviluppo microbico e l’attività enzimatica rallentano al diminuire della temperatura fino a bloccarsi a temperature negative (48). La congelazione può inattivare i batteri istamino-formatori, mentre il calore (cottura, sterilizzazione) inattiva sia i batteri sia l’enzima. Quest’ultimo rimane stabile allo stato congelato e si riattiva rapidamente dopo decongelazione. L’istamina, una volta formatasi, non può essere eliminata dall’alimento con il calore o la congelazione (2). Anche il sale, inibendo la moltiplicazione e l'attività della normale flora microbica, può condizionare la formazione dell'istamina; sono stati però isolati da pesce fresco e da prodotti ittici alcuni microrganismi alotolleranti in grado di elaborare elevate quantità dell'ammina (9-19). Ciò induce a ritenere a rischio, oltre al pesce fresco, anche alcuni prodotti salati e affumicati ottenuti da specie ittiche inclini alla formazione dell’ammina (2). L'attività istidino-decarbossilasica dei batteri alofili e alotolleranti è ridotta da elevati tenori di sale mentre è stimolata da basse concentrazioni (19). In base alle attuali conoscenze, si può affermare che la presenza d'istamina nei pesci freschi o congelati sia sempre collegata a un processo d'alterazione più o meno pronunciato, in conseguenza di abusi di temperatura e/o di tempo durante il magazzinaggio (prima della congelazione o durante le fasi di decongelazione/ricongelazione nel caso del pesce congelato). Poiché l’istamina è altamente termostabile e non è denaturata dalla cottura e dai trattamenti termici di stabilizzazione applicati nei processi d'inscatolamento, la sua presenza può essere invece riconducibile a varie cause: uso di materia prima in non buone condizioni di freschezza; abusi di temperatura e/o di tempo nei confronti della materia prima o del semilavorato nel corso del procedimento di lavorazione; utilizzo di processi di maturazione enzimatica (proteolisi) per la preparazione del prodotto finito (esempio tipico le acciughe salate); abusi di temperatura e/o di tempo durante la conservazione del prodotto finito non stabilizzato termicamente. Shalaby (20), facendo una rassegna della letteratura internazionale, riporta in una tabella i valori massimi d’istamina riscontrati in vari alimenti e nota che quelli con valori superiori a 100 mg/kg sono tutti prodotti ittici. In particolare, valori elevati d'istamina sono stati frequentemente rilevati in prodotti ittici conservati mediante salagione, come acciughe salate e prodotti derivati, salse a base di pesce salato fermentato, ecc. (16, 21-29). Tali alimenti sono semiconserve, cioè prodotti non sottoposti a trattamenti termici di stabilizzazione, e la loro stabilità nel tempo è legata all'elevato contenuto di sale. L'effetto inibente sulla crescita dei microrganismi è dovuto al fatto che il sale, disciolto nell'acqua tissutale, riduce la disponibilità di quest'ultima per il metabolismo microbico; l'effetto inibente dipende quindi dalla concentrazione del sale nella fase acquosa (SFA). La disponibilità di acqua nel sistema è rappresentata fisicamente dall'attività dell'acqua (aw), parametro correlato alla concentrazione del soluto nella soluzione. I parametri "SFA" e "aw" sono pertanto quelli più utili per permettere la previsione della vita commerciale di un prodotto salato. Il massimo valore raggiungibile di SFA è quello di una soluzione salina satura (circa 26,5 g/100 g), corrispondente ad un valore di aw di circa 0,75. Quanto più il valore di aw è superiore a 0,75, o il valore di SFA inferiore a 26,5 g/100 g, tanto più il prodotto è alterabile. Da non dimenticare tuttavia anche il valore del residuo secco; 4 5 un valore elevato di tale parametro favorisce la stabilizzazione microbiologica del pesce salato, sia durante tutto il processo di maturazione, sia durante il magazzinaggio del prodotto finito (30, 31). Le acciughe salate sono preparate da pesci appartenenti alla famiglia Engraulidae mediante un processo di salagione e maturazione di origine antichissima, tradizionale nei paesi mediterranei. Durante la fase di maturazione, della durata di alcuni mesi, le acciughe acquistano tipiche caratteristiche di odore, sapore, consistenza e colore in seguito a una serie di modificazioni biochimiche a carico delle proteine del tessuto muscolare. La lisi delle proteine comporta la formazione di amminoacidi liberi, tra i quali l'istidina che, come detto, è uno dei principali fattori legati alla formazione dell'istamina. Un elevato tenore d'istamina nelle acciughe salate può derivare dalla materia prima, ma anche dallo stesso processo di maturazione del pesce salato; inoltre, essendo le acciughe salate e i prodotti da esse derivati (filetti di acciughe all'olio e pasta d'acciughe) delle semiconserve, la proteolisi continua anche durante il magazzinaggio del prodotto finito e la formazione d'istamina può essere imputata a una vita commerciale troppo protratta nel tempo e/o a improprie condizioni di conservazione (temperatura elevata). Una corretta tecnologia di produzione, che permetta di ottenere prodotti con valori ottimali di aw e SFA e di residuo secco >50 g/100 g, abbinata a idonea qualità della materia prima, a buone condizioni igieniche di lavorazione, nonché al controllo del tempo e della temperatura di conservazione del prodotto finito, dovrebbe consentire di evitare una significativa formazione d'istamina (14, 17, 22, 25, 32-35). Questo studio è stato effettuato allo scopo di valutare l'influenza del tenore salino, nonché del tempo e della temperatura di magazzinaggio, sulla formazione d'istamina nella pasta d’acciughe, una tipica semiconserva ittica salata che, in Italia, è usualmente commercializzata a temperatura ambiente e per la quale viene indicato un termine minimo di conservazione di 18 mesi. MATERIALI E METODI È stata preparata un’adeguata quantità di pasta d'acciughe secondo una tradizionale ricetta del commercio: acciughe salate mature sono state separate dal sale superficiale, spellate con salamoia satura, triturate e miscelate in un cutter con ghiaccio, sale e olio; infine, l'impasto è stato omogeneizzato in un molino colloidale. La pasta ottenuta è stata suddivisa in quattro aliquote, ognuna delle quali è stata miscelata con un'adeguata quantità di acqua fredda per ottenere quattro campioni (P1, P2, P3 e P4) a diverso tenore di sale nella fase acquosa (SFA 16, 20, 23 e 26 g/100 g, rispettivamente); le caratteristiche chimico-fisiche di tali campioni sono riportate nella Tabella 1. I quattro campioni di pasta sono stati poi confezionati in tubetti di alluminio da 60 g, ulteriormente suddivisi in tre aliquote e immagazzinati a 12, 22 e 30°C. I campioni per le analisi sono stati prelevati ogni mese nell'arco di un anno di conservazione o fino a intensa alterazione. I valori riportati delle analisi chimico-fisiche e microbiologiche rappresentano la media di due determinazioni. 5 6 Esame sensoriale A ogni prelievo sono stati rilevati i seguenti parametri: aspetto esterno della confezione (A); odore (O) e consistenza (C) del prodotto; presenza di essudato acquoso (E). Analisi chimico-fisiche Sui campioni iniziali sono state effettuate le seguenti determinazioni: – umidità e ceneri, secondo i metodi descritti da Lima dos Santos et al. (36); – grassi, mediante estrazione con etere etilico, in apparecchiatura Soxhlet, del prodotto miscelato con solfato di sodio anidro ed essiccato; – proteine, determinando l'azoto totale con il metodo di Kjeldahl (37) e moltiplicando il valore ottenuto per 6,25. La distillazione e la titolazione dell'azoto proteico sono state effettuate mediante l'analizzatore Kjeltec mod. 2300 (Foss Tecator); – cloruro di sodio (NaCl), secondo il metodo AOAC (37); – attività dell'acqua (aw) sul campione omogeneizzato utilizzando un apparecchio Aqua-Lab della ditta Decagon; – pH, per infissione nel campione omogeneizzato di un elettrodo Hamilton collegato a un pHmetro Radiometer M92. Ad ogni prelievo sono state effettuate le seguenti determinazioni: – istamina, mediante HPLC seguendo il metodo di Pirazzoli e Incerti (38); – indice di proteolisi (I.P.), calcolando il rapporto percentuale tra i contenuti di azoto estraibile non proteico e di azoto totale del prodotto. L'azoto estraibile non proteico è stato dosato seguendo il metodo di Bellatti et al. (39). Analisi microbiologiche Sono stati utilizzati i seguenti terreni di coltura: – Plate Count Agar (Oxoid), incubato a 30°C per 3 giorni, per la determinazione della carica microbica aerobi mesofili (CMA); – Mannitol Salt Agar (Oxoid), incubato a 30°C per 4 giorni, per la ricerca delle Micrococcaceae; – Baird Parker (BioMérieux), incubato a 37°C per 48 ore, per la ricerca degli stafilococchi; – Staph-kit Slidex (BioMérieux) per l'identificazione dei ceppi di stafilococchi coagulasi positivi; – Brain Heart Infusion (Oxoid) contenente il 24% di NaCl, incubato a 30°C per 7 giorni, per la ricerca di batteri alofili stretti. Le analisi non sono state effettuate sui campioni prelevati all’ottavo mese di magazzinaggio. RISULTATI E DISCUSSIONE Le analisi microbiologiche eseguite sui quattro campioni subito dopo la loro preparazione hanno evidenziato che la carica microbica aerobica era costituita prevalentemente da micrococchi e da stafilococchi coagulasi negativi, con valori compresi tra 1,9×104 e 1,2×105 ufc/g, e che i batteri alofili stretti erano assenti/g (risultati non riportati). Rodriguez-Jerez et al. (32) e Veciana-Nogués et al. (34) affermano che non c’è alcuna relazione tra la formazione di ammine biogene nelle acciughe salate o nei filetti di acciughe in olio e i microrganismi mesofili, psicrofili ed enterobatteri. In particolare questi ultimi, generalmente descritti come i più forti istamino-formatori, sono sensibili al sale; lo sviluppo quindi dell’istamina è dovuto a microrganismi alofili o alotolleranti. 6 7 Nel corso dei vari prelievi durante il magazzinaggio si è confermato che la carica microbica era formata prevalentemente da Micrococcaceae, in accordo con quanto rilevato da altri autori (17, 19, 28) che hanno isolato microrganismi della specie Staphylococcus, ritenendoli alotolleranti e in grado di formare istamina. Dalla Figura 1, nella quale sono riportati i risultati delle determinazioni della carica di Micrococcaceae dei campioni esaminati nel corso dello studio, si evince che l'accrescimento dei batteri è condizionato dal tenore salino del prodotto e dalla temperatura di magazzinaggio. Per ogni campione, lo sviluppo dei micrococchi e degli stafilococchi è avvenuto più velocemente alla temperatura più elevata; a una determinata temperatura, lo sviluppo batterico è stato più rapido nel campione meno salato. A 12°C i campioni P1 e P2 hanno raggiunto valori di CMA di 107 ufc/g (considerato come soglia di alterazione) in 4 mesi, mentre si è rilevata una graduale diminuzione del valore iniziale della CMA nel campione P4 durante i 12 mesi di magazzinaggio; la diminuzione è avvenuta già dopo 1 mese e si è mantenuta tale ( 103 ufc/g) fino al termine della prova. Nel campione P3 si è rilevata una graduale riduzione in 4 mesi del valore della CMA, che è poi aumentato nei successivi 8 mesi fino a 106 ufc/g. A 22°C nel campione P1 si è riscontrato un valore di CMA >107 ufc/g già dopo 1 mese, mentre i campioni P2 e P3 hanno raggiunto tale valore dopo 2 mesi. Nel campione P4 è stata rilevata una sostanziale diminuzione del valore della CMA iniziale fino al quinto mese, seguito da un aumento al sesto mese, raggiungendo un valore di 106 ufc/g che si è mantenuto tale fino al termine del magazzinaggio. A 30°C la CMA ha raggiunto valori elevati (>107 ufc/g) già dopo 1 mese nei campioni P1 e P2 e dopo 2 mesi nel campione P3; nel campione P4, invece, si è rilevata una sensibile e progressiva diminuzione della CMA nei primi 3 mesi, seguita da un aumento fino a un valore di 105 ufc/g nei successivi 4 mesi. In base ai rilievi sensoriali effettuati durante il magazzinaggio (Tabella 2) si può notare che il tempo di comparsa dei difetti considerati nei vari campioni (rigonfiamento del tubetto, nonché perdita di consistenza, comparsa di odore anomalo e formazione di essudato acquoso nella pasta) è direttamente proporzionale al tenore di SFA (sale nella fase acquosa) e inversamente proporzionale alla temperatura di conservazione. Relativamente all’influenza del tenore salino a una certa temperatura di magazzinaggio, per esempio 22°C, sono stati rilevati: il rigonfiamento del tubetto e la formazione di essudato dopo 1 mese nel campione P1, nonché la perdita di consistenza e la comparsa di odore anomalo dopo 2 mesi; il rigonfiamento del tubetto, la perdita di consistenza e la formazione di essudato dopo 2 mesi nel campione P2, nonché la comparsa di odore anomalo dopo 4 mesi; il rigonfiamento del tubetto, la perdita di consistenza e la formazione di essudato dopo 4 mesi nel campione P3; la formazione di essudato dopo 4 mesi, la perdita di consistenza dopo 8 mesi e il rigonfiamento del tubetto dopo 9 mesi nel campione P4. Considerando invece l'effetto delle diverse temperature di magazzinaggio su un campione, per esempio la pasta P2, si può notare che il tempo di comparsa del rigonfiamento dei tubetti è stato di 7 mesi a 12°C, di 2 mesi a 22°C e di 1 mese a 30°C. I campioni P1, P2 e P3 conservati a 22°C e tutti i campioni conservati a 30°C sono stati scartati dopo 7 mesi di magazzinaggio perché molti tubetti, in conseguenza 7 8 dell’intensa proteolisi della pasta con sviluppo di anidride carbonica, si erano gonfiati al punto di perdere ermeticità con fuoriuscita di prodotto. Solo il campione P4 conservato a 12°C ha mantenuto caratteristiche organolettiche accettabili dopo un anno di magazzinaggio. È interessante osservare che il gonfiore del tubetto non è sempre legato allo sviluppo microbico; per esempio, il campione P4 mantenuto a 30°C è risultato leggermente gonfio dopo 5 mesi pur presentando bassi valori del 3 contenuto di Micrococcaceae (~10 ufc/g). I difetti considerati sono pertanto attribuibili a un'alterazione microbica vera e propria e/o a una proteolisi molto intensa. Infatti, è ormai appurato che il processo di lisi delle proteine delle acciughe sottoposte a salagione, detto “maturazione”, ha luogo per via enzimatica e i microrganismi giocano un ruolo trascurabile. A conferma di ciò, in uno studio sulla maturazione delle acciughe salate, Triqui e Reineccius (40) hanno rilevato che il pesce maturato in presenza di antibiotici come inibitori microbici aveva lo stesso profilo aromatico di quello maturato normalmente. Una maturazione troppo prolungata delle acciughe salate, o condotta a temperature anomale, come pure abusi di tempo e/o di temperatura durante il magazzinaggio dei prodotti da esse derivati, può causare la cosiddetta “sovrammaturazione” del prodotto; si sviluppa un’intensa lisi delle proteine fino a comparsa di alcuni o tutti i difetti oggetto degli esami sensoriali effettuati. La sovrammaturazione può essere valutata analiticamente determinando l’indice di proteolisi (I.P.), un parametro relativo alla frazione di azoto derivante dalla lisi delle proteine; la Figura 2 mostra le variazioni di tale indice nei campioni di pasta d’acciughe studiati. Il valore di I.P. è aumentato più o meno rapidamente in tutti i campioni durante il magazzinaggio, ha raggiunto un massimo e poi è rimasto praticamente costante. Dall’esame dei grafici si possono notare le influenze del tenore salino e della temperatura di conservazione del prodotto: a ogni temperatura di magazzinaggio, la rapidità e l’intensità della proteolisi sono inversamente proporzionali al tenore salino dei campioni; a parità di tenore salino del prodotto, l’aumento e l’intensità dei valori di I.P. sono più limitati a 12°C rispetto alle altre due temperature di magazzinaggio, nelle quali i campioni presentano un andamento simile. Come detto precedentemente, la lisi delle proteine comporta la comparsa di vari difetti; quello più appariscente è il rigonfiamento del tubetto fino alla perdita di ermeticità con fuoriuscita di prodotto. Nell’ambito dello studio si è generalmente rilevata la comparsa di tale difetto in corrispondenza del raggiungimento di un valore di I.P. di circa 80%. Nella Figura 3 sono riportate le variazioni del tenore d’istamina nei campioni di pasta d’acciughe a diverso tenore salino durante il magazzinaggio a tre differenti temperature. È evidente la formazione di significative quantità d’istamina in tutti i campioni conservati a 22 e 30°C; a 12°C, invece, l’istamina si è formata solamente nei campioni con valori di SFA 20 (P2) e 23 (P3) g/100 g. La stabilità a 12°C del campione P4 nei confronti dello sviluppo dell’istamina è dipesa, oltre che dalla temperatura di refrigerazione, dall’elevato tenore salino della pasta (SFA 26 g/100 g); tale maggiore stabilità si è contestualmente manifestata per gli aspetti microbiologico, organolettico e proteolitico. Ciò è confermato anche dalla maggiore stabilità del campione P4, rispetto agli altri tre, alle temperature di magazzinaggio di 8 9 22 e 30°C. Risulta invece difficile spiegare la stabilità a 12°C del campione P1 (SFA 16 g/100 g) nei confronti dello sviluppo dell’istamina, quando dopo 2 mesi di magazzinaggio aveva un indice di proteolisi >70%, dopo 3 mesi aveva raggiunto una CMA di 107 ufc/g e dopo 5 mesi aveva caratteristiche organolettiche assolutamente scadenti. Rodriguez-Jerez et al. (16, 17) affermano che il livello d'istamina in un prodotto è correlato significativamente con la sua carica batterica e che, nel caso dei prodotti trasformati, è di fondamentale importanza la qualità della materia prima. Su quest’ultimo aspetto concordano altri autori (25, 33, 41) che hanno effettuato studi sulla formazione di ammine biogene in pesce salato, rilevando che il grado di freschezza della materia prima determina il contenuto iniziale di ammine e, di conseguenza, anche quello finale. Brillantes et al. (41), in un lavoro su pesce fermentato in salamoia, riscontrano la formazione d’istamina non solo prima della salagione, nella materia prima, ma anche durante la fermentazione, a differenza da quanto riportato da Sato et al. (42), probabilmente per azione dell’enzima istidinodecarbossilasi formatosi precedentemente. Per quanto riguarda la relazione tra istamina e microrganismi, alcuni autori affermano che la carica batterica è correlata alla velocità di formazione dell’ammina e alla sua quantità finale nel prodotto (28, 41, 43-45) e Karnop (14) ipotizza che l'aumento d'istamina in filetti di acciughe in olio deve essere previsto solo quando la carica batterica totale del prodotto supera i 5 log ufc/g. Dai risultati del nostro lavoro si evince invece che, come per il rigonfiamento del tubetto, anche la produzione d'istamina e il suo livello finale non sempre sono correlati all'entità della carica batterica del prodotto e al tenore iniziale di ammina delle acciughe salate usate come materia prima, concordemente a quanto riscontrato da Rodriguez-Jerez et al. (32) e da Veciana-Nogués et al. (34) in un prodotto analogo (filetti di acciughe in olio). In accordo con Fujii et al. (15) e con Brillantes et al. (41), la formazione d'istamina nel pesce salato sembra quindi più legata all’attività istidino- decarbossilasica che alla carica batterica, probabilmente per azione dell’enzima formatosi durante il magazzinaggio della materia prima e/o durante la fase iniziale della salagione. Ciò è in relazione anche con l’effetto del grado di acidità, poiché la massima attività dell’enzima si manifesterebbe a pH 6,5 (46), valore vicino a quelli dei quattro campioni preparati e varianti da 6,06 a 6,27. La formazione d’istamina è condizionata dalla concentrazione del sale, come rilevato anche da altri autori (19, 28, 43-45); nel nostro caso però l’influenza si manifesta nel rallentamento della formazione dell’istamina piuttosto che sulla quantità. Anche se la conservazione in frigorifero non previene completamente la formazione d’istamina (34, 44, 47), risulta evidente l’effetto inibente della temperatura, in accordo con quanto riportato in numerosi lavori su prodotti a base di pesce salato (14, 19, 25, 28, 32, 48). Alcuni autori, per prevenire il pericolo istamina, ritengono opportuno il magazzinaggio refrigerato delle semiconserve di acciughe salate, specialmente dei filetti all’olio (19, 22, 32). Il magazzinaggio refrigerato, oltre a rallentare la formazione d’istamina, prolunga la vita commerciale delle acciughe 9 10 salate e dei prodotti derivati rallentando anche il decadimento organolettico, in particolare la perdita di consistenza (49-51). CONCLUSIONI I risultati ottenuti confermano l’asserto che la presenza d’istamina in un alimento è sempre indice di una avvenuta alterazione, microbiologica o enzimatica, mentre l’assenza non esclude un’eventuale alterazione. In tutti i campioni, ad eccezione di P1 e P4 mantenuti a 12°C, si rileva la formazione d’istamina nel corso del magazzinaggio; ciò avviene generalmente in maniera più rapida e più intensa all’aumentare della temperatura di conservazione e al diminuire del tenore salino del prodotto. Analoghe conclusioni si possono fare anche per il decadimento sensoriale; solo il campione P4 conservato a 12°C ha ancora caratteristiche organolettiche accettabili dopo un anno di magazzinaggio. Concentrazione salina, temperatura e tempo di magazzinaggio sono pertanto importanti parametri che possono influire sulla vita commerciale delle semiconserve a base di acciughe salate, in quanto permettono di mantenere sotto controllo la formazione dell’istamina e la perdita di consistenza del prodotto. La formazione dell’istamina nei sistemi modello preparati potrebbe essere dovuta all’azione istidino-decarbossilasica dell’enzima già eventualmente presente nelle acciughe salate utilizzate come materia prima e formatosi durante la loro preparazione e/o conservazione o dell’enzima derivante dalla carica microbica di Micrococcaceae alotolleranti sviluppatasi nel prodotto finito durante il magazzinaggio. Considerando che nessun campione ha superato il valore di 200 mg/kg, previsto come il limite di accettabilità del contenuto d’istamina nelle semiconserve a base di acciughe salate (prodotto che ha subito un trattamento di maturazione enzimatica in salamoia), e che tale tipo di prodotti è di norma consumata in modeste quantità, si può ritenere improbabile una grave intossicazione da istamina. Inoltre, c’è da considerare che quasi sempre la presenza di elevati tenori dell’ammina corrisponde a un prodotto molto proteolizzato, quindi con caratteristiche organolettiche talmente scadenti da stimolarne il rifiuto. Tenori di umidità <50 g/100 g e di SFA >25 g/100 g, a cui corrisponde un valore di aw <0,76, sono i parametri consigliabili per una pasta d’acciughe con buona conservabilità; il magazzinaggio a temperatura controllata e/o una vita commerciale non troppo prolungata ridurrebbero ulteriormente il potenziale rischio sanitario per i consumatori. Parma, 16 febbraio 2006 10 11 BIBLIOGRAFIA 1 - B. A. Bartholomew, P. R. Berry, J. C. Rodhouse, R. J. Gilbert, Epidemiology and Infection, 99, 775 (1987). 2 - U.S. Food & Drug Administration, Fish and Fisheries Products Hazards and Controls Guidance, Chapter 7, 3rd ed., 2001. 3 - Direttiva 91/493/CEE del 22/7/1991, G.U.C.E. L268 del 24/9/1991, e successive modificazioni. 4 - V. Gheorghe, M. Manea, F. Jantea, D. Bad-Oprisescu, Ind. Alimentaria, 21, 301 (1970). 5 - V. Gheorghe, M. Manea, D. Bad-Oprisescu, F. Jantea, Igiena, 19, 601 (1970). 6 - H. A. Frank, J. D. Baranowski, M. Chongiriwatana, P. A. Brust, R. J. Premaratne, Int. J. Food Microbiol., 2, 331 (1985). 7 - W.-X. Du, C.-M. Lin, A.-T. Phu, J. A. Cornell, M. R. Marshall, C.-I. Wei, J. Food Sci., 67, 292 (2002). 8 - S. H. Kim, R. J. Price, M. T. Morrissey, K. G. Field, C. I. Wei, H. An, J. Food Sci., 67, 1522 (2002). 9 - M. Okuzumi, S. Okuda, M. Awano, Bull. Japan. Soc. Sci. Fish., 47, 1591 (1981). 10 - M. Okuzumi, S. Okuda, M. Awano, Bull. Japan. Soc. Sci. Fish., 48, 799 (1982). 11 - S. L. Taylor, N. A. Woychik, J. Food Protect., 45, 747 (1982). 12 - L. Ababouch, M. M. Alaoui, F. F. Busta, J. Food Protect., 49, 904 (1986). 13 - K. Van Spreekens in Seafood Quality Determination, eds. D. E. Kramer, J. Liston, 309, Elsevier Science Publishers, Amsterdam, 1987. 14 - V. G. Karnop, Arch. Lebensmittelhyg., 39, 57 (1988). 15 - T. Fujii, K. Kurihara, M. Okuzumi, J. Food Protect., 57, 611 (1994). 16 - J. J. Rodriguez-Jerez, M. T. Mora-Ventura, T. Civera, Ind. Aliment., 33, 299 (1994). 17 - J. J. Rodriguez-Jerez, M. T. Mora-Ventura, E. I. López-Sabater, M. M. HernàndezHerrero, J. Food Protect., 57, 784 (1994). 18 - S. Bentley, A. Bottarelli, S. Bonardi, Ing. Aliment., 11 (5), 32 (1995). 19 - M. M. Hernàndez-Herrero, A. X. Roig-Sagués, J. J. Rodriguez-Jerez, M. T. MoraVentura, J. Food Protect., 62, 509 (1999). 20 - A. R. Shalaby, Food Res. Intern., 29, 675 (1996). 21 - C. K. Murray, G. Hobbs, R. J. Gilbert, J. Hyg. Camb., 88, 215 (1982). 22 - M. T. Veciana-Nogués, M. C. Vidal-Carou, A. Mariné-Font, J. Food Sci., 54, 1653 (1989). 23 - M. I. Yeannes, M. R. Casales, Alimentaria, 95, 93 (1995). 24 - L. Serpe, D. Demasi, A. Salzillo, L. Scatola, Ind. Aliment., 34, 108 (1995). 25 - M. T. Veciana-Nogués, S. Albalà-Hurtado, A. Mariné-Font, M. C. Vidal-Carou, J. Food Protect., 59, 1218 (1996). 26 - S. Brillantes, Infofish Int., 4, 51 (1999). 27 - P. Paulsen, U. Hagen, F. Bauer, Ernährung, 24 (6), 259 (2000). 28 - R. Jeya Shakila, G. Jeyasekaran, R. Lakshmanan, Infofish Int., 4, 56 (2001). 29 - J.-H. Mah, H.-K. Han, Y.-J. Oh, M.-G. Kim, H.-J. Hwang, Food Chem., 79, 239 (2002). 11 12 30 - G. Baldrati, G. Guidi, P. Pirazzoli, A. Porretta, Ind. Conserve, 52, 221 (1977). 31 - B. E. Filsinger, J. Food Sci., 52, 919 (1987). 32 - J. J. Rodriguez-Jerez, E. I. López-Sabater, M. M. Hernàndez-Herrero, M. T. MoraVentura, J. Food Sci., 59, 993 (1994). 33 - I. Besteiro, C. J. Rodríguez, C. Tilve-Jar, C. Pascual in Seafood from Producer to Consumer, Integrated Approach to Quality, eds. J. B. Luten, T. Børresen, J. Oehlenschläger, 283, Elsevier Science B.V., Amsterdam, 1997. 34 - M. T. Veciana-Nogués, A. Mariné-Font, M. C. Vidal-Carou, J. Agric. Food Chem., 45, 1385 (1997). 35 - P. Sebastio, F. Ambroggi, G. Baldrati, S. Gola, G. Saccani, R. Draisci, L. Lucentini, Ind. Conserve, 73, 193 (1998). 36 - C. A. M. Lima dos Santos, D. James, F. Teutscher, Guidelines for chilled fish storage experiments, FAO Fish. Tech. Pap., (210): 22 p., 1981. 37 - Official Methods of Analysis of AOAC International, 16th ed., Arlington, Virginia, USA, 1995. 38 - P. Pirazzoli, I. Incerti, Ind. Conserve, 74, 361 (1999). 39 - M. Bellatti, P. Baldini, A. Rossi, Riv. Suinicol., 3, 69 (1997). 40 - R. Triqui, G. A. Reineccius, J. Agric. Food Chem., 43, 453 (1995). 41 - S. Brillantes, S. Paknoi, A. Totakien, J. Food Sci., 67, 2090 (2002). 42 - T. Sato, B. Kimura, T. Fujii, J. Food Hyg. Soc. Japan, 36 (6), 763 (1995). 43 - R. Galarini, M. N. Haouet, E. Manuali, Ind. Aliment., 35, 1194 (1996). 44 - L. Lehane, J. Olley, Int. J. Food Microb., 58, 1 (2000). 45 - R. Lakshmanan, R. Jeya Shakila, G. Jeyasekaran, Food Res. Intern., 35, 541 (2002). 46 - R. R. Eitenmiller, J. W. Wallis, J. H. Orr, R. D. Phillips, J. Food Protect., 44, 815 (1981). 47 - R. R. Eitenmiller, S. C. de Souza in Seafood Toxins, ed. E. P. Ragelis, 431, ACS Symposium Series 262, Washington, D.C., 1984. 48 - H. Karaçam, S. Kutlu, S. Köse, J. Food Sci. Technol., 37, 19 (2002). 49 - D. Pirati, G. Guidi, Ind. Conserve, 46, 103 (1971). 50 - P. Pirazzoli, G. Baldrati, I. Incerti, F. Ambroggi, Ind. Conserve, 56, 77 (1981). 51 - J. M. Vieites-Baptista de Sousa, V. Gonzáles-Herrero, F. Leira-Sanmartin, Alimentaria, 33 (266), 61 (1995). 12 13 INTRODUCTION Amines are basic nitrogen-like substances in which one, two or three ammonia hydrogen atoms are replaced by alkyl or aryl groups; those forming in foods by microbial action through enzymatic decarboxylation of aminoacids are defined biogenic amines (histamine, putrescine, cadaverine, tyramine, spermine, spermidine etc.) and may cause health problems in humans. Among biogenic amines, histamine, the most important from an epidemiological point of view, is also the most widely studied. The first outbreak of histamine intoxication dates back to 1828 and was associated with consumption of tuna fish in Great Britain (1). Subsequently, since similar outbreaks are often associated with eating fish belonging to the scombroid family, this foodborne disease was called “scombroid fish poisoning“. At present, the definition “intoxication by histamine“ is considered more correct, because also other fish species and different foods (fish products, meat products, soy-based foods, cheese, fermented vegetables, beer and wine) have been involved in this kind of intoxication. Symptoms include red rash, nausea, diarrhea, palpitations, headhache, dizziness. Severity of symptoms varies considerably with the amount of histamine ingested and with individual sensitivity. Histamine results from decarboxylation of histidine and its formation is traceable only to a minimum extent to autolytic phenomena of tissue origin. In fact, it is generally of bacterial origin and results from the action of a specific enzyme, which may be developed by several micro-organisms, on the free aminoacid present in the food or formed during degradation processes of proteins. Once the histidine decarboxylase enzyme has been formed, it can continue to produce histamine in the food even if bacteria are no longer active (2). Comparatively high levels of free hystidine are naturally present in the muscle tissue of some fish species, especially red meat fish, which are therefore considered high histamine-hazard foods. This has led countries all over the world to lay down law limits for the contents of this substance in fish products. The European Union has fixed 100 mg/kg as the maximum average value allowed for histamine content in fresh fish or canned fish of the following families: Scombridae (ex. tuna fish and mackerel), Clupeidae (ex.: sardine and herring), Engraulidae (ex. anchovy) e Coryphaenidae (ex. dolphinfish ). However, fish of these families submitted to enzymatic ripening treatment in brine may present higher histamine levels which, cannot be more than twice as much as the above value (3). The presence of the medium, although being the primary requirement for bacterial decarboxylase action, is not the only factor for histamine formation, since temperature is of pivotal importance. Optimum temperature is generally considered to be between 20 and 37°C and is correlated to the type of histamine forming microorganism considered. It has been widely shown that histamine formation is slowed down by cold storage and is prevented by frozen storage, since microbial growth and enzymatic activity rate decrease with decreasing temperature and stop at negative temperatures (4-8). Freezing can inactivate histamine forming bacteria, whereas heat (cooking, sterilisation) inactivates both bacteria and enzyme. The latter remains stable 13 14 in the frozen state and rapidly reactivates after thawing. Once histamine has been formed, it cannot be eliminated from the food by heating or freezing it (2). Also salt, by inhibiting growth and activity of normal microbial flora can affect histamine formation; however, some halotolerant micro-organisms able to process high amine amounts have been isolated from fresh fish and fish products (9-19). This is the reason why, besides fresh fish, also some salted and smoked products obtained from fish species prone to the formation of this amine are considered hazardous. Histidine decarboxylase activity of halophilic or halotolerant bacteria is reduced by high salt levels whereas it is fostered by low levels (19). Based on present knowledge, it can be stated that histamine presence in fresh or frozen fish is always related to a more or less pronounced spoilage process resulting from abuse temperature and/or time during storage (before freezing or during thawing/re-freezing steps). Since histamine is highly heat-stable and is not denaturated by cooking or by the heat stabilisation treatments applied in canning processes, the presence of this amine in processed fish products can be due to different causes: use of raw material with a low degree of freshness; abuse temperature and/or time for raw material or semi-processed products during processing; use of enzymatic browning processes (proteolysis) for the preparation of the finished product (typical example: salted anchovies); abuse temperature and/or time during storage of the finished product not stabilized by heat. Shalaby (20), in a review on international literature, reports in a table maximum histamine levels found in foods while observing that those higher than 100 mg/kg always pertain to fish products. In particular, high histamine levels were frequently found in fish products preserved by salting, such as salted anchovies and their products, salted fermented fish sauces, etc. (16, 21-29). These foods are semi-preserved foods, i.e. products not submitted to stabilisation heat treatments and their stability over time is related to their high salt content. The inhibitory effect on the growth of micro-organisms is due to the fact that salt, dissolved in tissue water, reduces water availability for microbial metabolism; therefore, the inhibitory effect thus depends on salt concentration in the aqueous phase (SFA). Water availability in the system is physically represented by water activity (aw), a parameter related to solute concentration in the solution. SFA and aw parameters are therefore the most useful to forecast the shelf-life of a salted product. The maximum value achievable for SFA is that of a saturated salt solution (about 26.5 g/100 g) corresponding to an aw value of about 0.75. The more the aw value is higher than 0.75, or the SFA value is lower than 26.5 g/100 g, the more the product is prone to spoilage. Dry matter value is also of importance; a high value of that parameter favours microbial stabilization of salted fish, during both the ripening process and the storage of the finished product (30, 31). Salted anchovies are manufactured from fish belonging to the family Engraulidae by a salting and ripening process of very ancient origins, which is traditional in the Mediterranean countries. During the ripening phase, lasting some months, anchovies achieve typical features of odour, taste, texture, and colour resulting from a series of biochemical changes relating to the proteins of the muscle tissue. Protein breakdown involves the formation of free aminoacids including histidine which, as already said, is one of the main factors linked to histamine formation. 14 15 A high histamine level in salted anchovies may result from raw material, but also from the ripening process of the salted fish; moreover, as salted anchovies and their products (anchovy fillets packed in oil and anchovy paste) are semi-preserved foods, proteolysis progresses also during storage of the finished product; histamine formation can therefore be attributed to either to an exceedingly long shelf-life and/or to unsuitable storage conditions (high temperature). A correct production technology allowing products to be obtained with optimum aw, SFA and dry matter >50 g/100 g values, along with suitable quality of raw material, good hygienic processing practices as well as with the monitoring of storage time and temperature in the finished product should prevent a significant histamine formation from occurring (14, 17, 22, 25, 32-35). The objective of this study was to evaluate the influence of salt content as well as of storage time and temperature on histamine formation in anchovy paste, a typical salted semipreserved fish product which, in Italy, is usually marketed at ambient temperature and for which a best before date of 18 months is recommended. MATERIALS AND METHODS A proper amount of anchovy paste was prepared according to a traditional commercial recipe: salted ripened anchovies were separated from surface salt; after skin removal with a saturated brine, the fish were minced and blended with ice, salt and oil using a cutter. The mixture was then homogenised in a colloid mill. The paste obtained was divided into four aliquots, each being blended with a suitable amount of cold water to obtain four samples (P1, P2, P3 e P4) with different salt contents in the aqueous phase (SFA 16, 20, 23 e 26 g/100 g, respectively); the physico-chemical features of the samples are reported in Table 1. The four samples were then filled into 60-g aluminum tubes further divided into three aliquots and stored at 12, 22 and 30°C. The samples to be analysed were taken monthly during a year’s storage or until badly spoiled. The results of the physico-chemical and microbiological analyses are the average of two determinations. Sensory evaluation On each sampling, the following parameters were evaluated: external appearance of the pack, (A); odour (O) and firmness (C) of the product; presence of drip loss (E). Physico-chemical analyses Initial samples were analysed for : – humidity and ash according to the methods described by Lima dos Santos et al. (36); – fats, by extraction with ethyl ether using the Soxhlet apparatus, of the product mixed with anhydrous sodium sulphate and dried; – proteins, by determining total nitrogen (Kjeldahl method) (37) and multiplying the value obtained by 6.25. Distillation and titration of protein nitrogen were carried out using the mod. 2300 Kjeltec analyser (Foss Tecator); – sodium chloride (NaCl), according to the AOAC method (37); – water activity (aw ) on the homogenised sample using an Aqua-Lab apparatus (Decagon); – pH, by inserting a Hamilton electrode connected to a Radiometer M92 pHmeter in the homogenised sample. On each sampling the following determinations were performed: – histamine by HPLC according to the Pirazzoli and Incerti method (38); 15 16 – proteolysis index (I.P.) obtained by calculating the percent ratio between the contents of non-protein extractable nitrogen and total nitrogen in the product. Non-protein extractable nitrogen content was determined according to the Bellatti et al. method (39). Microbiological analyses The following culture media were used : - Plate Count Agar (Oxoid), incubated at 30°C for 3 days for microbial aerobic mesophilic count; - Mannitol Salt Agar (Oxoid), incubated at 30°C for 4 days, for Micrococcaceae detection; - Baird Parker (BioMérieux), incubated at 37°C for 48 hours, for staphylococci detection; - Staph-kit Slidex (BioMérieux) for the identification of coagulase-positive staphylococci strains; - Brain Heart Infusion (Oxoid) containing 24% NaCl, incubated at 30°C for 7 days for the detection of strict halophilic bacteria. Analyses were not performed on samples taken at month 8 of storage. RESULTS AND DISCUSSION The microbiological analyses performed on the four freshly prepared samples showed that the aerobic plate count mainly consisted of micrococci and coagulasenegative staphylococci, their values ranging between 1.9×104 and 1.2×105 cfu/g, and that strict halophilic bacteria were absent/g (results not reported). Rodriguez-Jerez et al. (32) and Veciana-Nogués et al. (34) argue that there is no relation between the formation of biogenic mines in salted anchovies or in anchovy fillets packed in oil and mesophiles, psycrophiles and enterobacteria. In particular the latter, usually described as being the major histamine-formers, are salt-sensitive; therefore, histamine formation is due to halophilic or halotolerant microorganisms. In the course of sampling, it was confirmed that microbial load mainly consisted of Micrococcaceae, in accordance with what reported by other authors (17, 19, 28) who isolated microorganisms of the species Staphylococcus, regarding them as halotolerant and able to form histamine. Figure 1, which reports the results of the determination of Micrococcaceae count in the samples investigated in the course of the study, shows that bacterial growth is affected by product salt content and storage temperature. For each sample, growth of micrococci and stahylococci was more rapid at the highest temperature; at a certain temperature, bacteria grew at a higher rate in the least salted sample. At 12°C samples P1 e P2 reached AMC of 107 cfu/g (regarded as being the threshold value for spoilage) in 4 months, whereas sample P4 showed a gradual decrease in initial AMC during the 12 months’; the decrease already occurred after 1 month and remained unchanged ( 103 cfu/g) until completion of the trial. Sample P3 displayed a gradual reduction in the AMC value in 4 months; this value then increased during the following 8 months up to 106 cfu/g. At 22°C sample P1 showed an AMC >107 cfu/g already after 1 month, whereas samples P2 and P3 reached that value after 2 months. Sample P4 showed a substantial decrease in initial AMC value until the fifth month, followed by an increase until the sixth, reaching a value of 106 cfu/g which remained unchanged until end of storage. At 30°C AMC reached high values (>107 cfu/g) already after 1 months in samples P1 and P2 and after 2 months in sample P3; in sample P4, instead, a 16 17 considerable and progressive decrease in AMC was observed during the first 3 months followed by an increase up to 105 cfu/g in the following 4 months. Results of sensory evaluation during storage (Table 2) show that onset time for the defects considered in the various samples (tube swelling, loss of consistency, off-odour, drip loss in the paste) is directly related to SFA content and inversely related to storage temperature. With regard to the influence of salt content at a certain storage temperature, for instance 22° C, the following observations were made: tube swelling and drip formation after 1 month in sample P1 along with loss of firmness and onset of off-odour after 2 months; tube swelling, loss of consistency and drip formation after 2 months in sample P2 along with onset of off-odour after 2 months; tube swelling, loss of consistency and drip formation after 4 months in sample P3, drip formation after 4 months, loss of consistency after 8 months and tube swelling after 9 months in sample P4. Instead, regarding the effect of the different storage temperatures on a sample, for instance P2, it can be observed that onset time for tube swelling was 7 months at 12°C, 2 months at 22°C and 1 months at 30° C. Samples P1, P2 and P3 stored at 22°C and all samples stored at 30°C were rejected after 7 months’ storage because several tubes, as a result of strong proteolysis of the paste with carbon dioxide production swelled to such an extent as to lose tightness with resulting product outflow. Only sample P4 stored at 12°C maintained acceptable sensory traits after 1 year’s storage. It is interesting to observe that tube swelling is not always linked to microbial growth; for instance, sample P4 kept at 30°C looked slightly swollen after 5 months although Micrococcaceae levels were low (~10 3 cfu/g). The defects observed can therefore be attributed to real microbial spoilage and/or very strong proteolysis. In fact, it has been clearly ascertained that protein breakdown submitted to salting (“ripening”) is an enzymatic process and that microorganisms play only a negligible role. In confirmation of this, in a study on ripening of salted anchovies, Triqui and Reineccius (40) showed that the fish ripened in the presence of antibiotics as microbial inhibitors has the same aroma profile as that of the fish ripened in the traditional way. A ripening of salted anchovies which is either too long or performed at anomalous temperatures, as well as abuse times and/or temperatures during storage of products obtained from the anchovies may cause the so-called over-ripening of the product; an intense protein breakdown develops until onset of some or all the defects which are the subject of the sensory evaluation performed. Over-ripening can be analytically assessed by determining the proteolysis index (I.P.), a parameter relating to the nitrogen fraction deriving from protein breakdown; Figure 2 shows the changes in that index in the samples of anchovy paste investigated. The I.P. value increased more or less rapidly in all samples during storage, reached a maximum and then remained practically the same. The plots show the effects of product salt content and storage temperature: at each storage temperature, proteolysis rate and intensity are inversely related to sample salt content; for equal salt contents, increase and intensity of I.P. values are more limited at 12°C than at the other two storage temperatures, when samples show similar behaviours. As previously said, protein breakdown involves the onset of several defects; the most evident of which is swelling of the tube until lack of 17 18 tightness with product outflow. Within the study the onset of the defect was observed on reaching an I.P. value of about 80%. Figure 3 reports the changes in histamine levels in anchovy paste samples at different salt contents during storage at three different temperatures. The formation of significant amounts of histamine in all samples stored at 22 e 30°C is quite evident; at 12°C, instead, histamine formed only in samples with SFA values 20 (P2) e 23 (P3) g/100 g. Stability of sample P4 to histamine formation at 12°C depended not only on refrigeration temperature but also on the high (SFA 26 g/100 g) salt content of paste; higher stability also involved the microbiological, sensory and proteolytic aspects. This was also confirmed by the higher stability of sample P4, compared to the other three, to storage temperatures of 22 e 30°C. Instead, it is difficult to explain stability of sample P1 (SFA 16 g/100 g) at 12°C to histamine formation since after 2 months’ storage it had a proteolysis index >70%, after 3 months it had reached an AMC of 10 7 cfu/g and after 5 months it showed decidedly poor sensory traits. Rodriguez-Jerez et al. (16, 17) point out that that histamine level in a product is significantly related to bacterial load and, in the case of processed products, quality of raw material is of major importance. Also other authors (25, 33, 41) who investigated into the formation of biogenic amines in salted fish, agree on this point observing that raw material freshness degree determines the initial, and therefore also the final, amount of amines. Brillantes et al. (41), in a work on fermented fish packed in brine, observe that histamine formation occurs not only before salting, in raw material, but also during fermentation, unlike what reported by Sato et al. (42), probably by action of the histidine-decarboxylase enzyme previously formed. As to the relation between histamine and micro-organisms, some authors point out that the bacterial load is correlated with amine formation rate and to its final amount in the product (28, 41, 43-45); Karnop (14) assumes that histamine increase in anchovy fillets in oil should be expected only when bacterial load exceeds 5 log cfu/g. The results of this study show that, as in the case of tube swelling, also histamine production and its final level are not always correlated with the extent of bacterial load in the product and initial amount of amine in the salted anchovies used as raw material, in accordance with what found by Rodriguez-Jerez et al. (32) and by Veciana-Nogués et al. (34) in a similar product (anchovy fillets in oil). In accordance with Fujii et al. (15) and with Brillantes et al. (41), histamine formation in the salted product seems to be more closely related to the histidine decarboxylase activity than to bacterial load, probably by action of the enzyme formed during strage of raw material and/or during the initial part of salting. This is also related to the effect of acidity degree, since maximum enzyme activity would appear at pH 6,5 (46), a value close to those of the four samples prepared (from 6.06 to 6.27). Histamine formation is affected by salt concentration, as was observed by other authors as well (19, 28, 43-45); in our case, however, the influence shows itself rather in slowing down the process of histamine formation than in its quantity. Even if refrigerated storage does not completely prevent histamine formation (34, 44, 47), temperature inhibiting effect is evident, in accordance with what reported in several studies on products prepared from salted fish (14, 19, 25, 28, 32, 48). To prevent histamine hazard, some authors consider refrigerated storage of semi-preserved salted 18 19 anchovies, especially fillets in oil, useful (19, 22, 32). Refrigerated storage, beside slowing down the process of histamine formation, extends the shelf-life of salted anchovies and their products while slowing down also deterioration of sensory traits, in particular loss of firmness (49-51). CONCLUSIONS The results obtained confirm the assumption that, if the presence of histamine in food products is always an indicator of microbial or enzymatic spoilage, its absence does not rule it out. All samples, with the exception of P1 and P4 kept at 12°C, show the formation of histamine during storage; this usually occurs more rapidly and more intensely with increasing storage temperature and decreasing salt content. Similar conclusions can be drawn for sensory deterioration; only sample P4 stored at 12°C still had acceptable traits after one year’s storage. Salt concentration, storage time and temperature are therefore important parameters which can affect the shelf-life of semi-preserved salted anchovies, in that they allow histamine formation and product loss of firmness to be kept under control. Histamine formation in the model systems prepared might be due to the histidinedecarboxylase activity potentially present in the salted anchovies used as raw material and formed during their preparation and/or storage or to the action of the enzyme originating from the microbial load of halotolerant Micrococcaceae formed in the finished product during storage. Since no sample exceeded the value of 200 mg/kg, laid down as acceptability limit for histamine content in semi-preserved anchovies (a product undergoing an enzymatic ripening treatment in brine) and that this kind of product is consumed only in moderate amounts, severe intoxication by histamine is considered highly improbable. Moreover, it must be observed that high histamine contents almost always relate to a highly proteolysed product, whose sensory traits are so poor as to determine its rejection. Moisture contents <50 g/100 g and SFA >25 g/100 g, with a corresponding aw <0.76, are the parameters recommended for an anchovy paste with a good shelf-life; storage at controlled temperature and/or a shelf-life not too long would further reduce the potential sanitary hazard for consumers. 19
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