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presenza di amine biogene nel formaggio di fossa prodotto nelle
UNIVERSITA’ DEGLI STUDI DI CAMERINO
DOTTORATO DI RICERCA IN SCIENZE VETERINARIE
XXII ciclo
SCUOLA DI SCIENZE MEDICHE VETERINARIE – UNIVERSITA’ DI CAMERINO
“PRESENZA DI AMINE BIOGENE NEL FORMAGGIO
DI FOSSA PRODOTTO NELLE MARCHE”
“PRESENCE OF BIOGENIC AMINES IN THE FORMAGGIO
DI FOSSA PRODUCED IN THE MARCHE REGION”
PhD candidate:
Nicoletta Mascaro, DVM
Tutor:
Prof. Stefano Rea
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UNIVERSITA’ DEGLI STUDI DI CAMERINO
DOTTORATO DI RICERCA IN SCIENZE VETERINARIE
XXII ciclo
SCUOLA DI SCIENZE MEDICHE VETERINARIE – UNIVERSITA’ DI CAMERINO
“PRESENZA DI AMINE BIOGENE NEL FORMAGGIO DI FOSSA
PRODOTTO NELLE MARCHE”
PhD candidate:
Nicoletta Mascaro, DVM
Tutor:
Prof. Stefano Rea
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ABSTRACT
Formaggio di Fossa is an Italian traditional cheese of the Montefeltro area (Emilia
Romagna and Marche regions) characterized by a particular step of ripening that is
carried out into pits (infossamento) borne in the sandstone. Since the XIV century, the
inhabitants were used to set food, especially cereals and cheese, into pits to preserve
them during winter and to protect them from invaders. The aim of the present work is to
study physical and chemical features of this product with particular reference to the
presence of the most important biogenic amines (β-Phenylethylamine, Putrescine,
Cadaverine, Histamine, Tyramine, Spermine and Spermidine), compared with a control
cheese fully ripened in factory. Formaggio di Fossa showed higher values of Aw, pH,
humidity, proteins, pH 4,6-soluble nitrogen (NCN) and water soluble nitrogen (NPN)
and much lower amounts of fat. Much higher amounts of total biogenic amines were
detected in Formaggio di Fossa than in control cheese, where their concentration was
very low. Cadaverine, putrescine and tyramine were the most concentrated biogenic
amines. Nevertheless, thyramine was present at levels suggested as compatible with
GMPs (Good Manufacturing Practices). Histamine was detected at low amounts, far
from potentially toxic levels.
Finally, in this work have been studied also the microbiological features and the
correlation between BAs and decarboxylase activity of bacteria isolated from the
Formaggio di Fossa.
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RIASSUNTO
Il Formaggio di Fossa è un prodotto tradizionale italiano dell'area del Montefeltro,
compresa tra le regioni Emilia-Romagna e Marche, caratterizzato da una particolare fase
di maturazione, l'infossamento, che lo lega indissolubilmente alle terre malatestiane da
cui origina. Qui, infatti, sono ubicate le tipiche fosse tronco-coniche scavate nella roccia
arenaria in cui, sin dal XIV secolo, gli abitanti solevano porre i cibi per conservarli
durante il rigido inverno e proteggerli dalle razzie degli invasori. L’ambiente anaerobio
presente all’interno della fossa favorisce i processi enzimatici fermentativi, proteolitici e
lipolitici, indispensabili per lo sviluppo delle caratteristiche organolettiche tipiche del
prodotto. I processi proteolitici, tuttavia, a causa dell’incremento del contenuto di
aminoacidi liberi (Farkye, 1999), determinano in questo formaggio, così come in altri
prodotti fermentati e stagionati, il rischio di formazione di amine biogene. Tali sostanze,
prodotte prevalentemente ad opera di decarbossilasi batteriche, possono avere molteplici
effetti sull'organismo. Inoltre, la presenza di amine biogene negli alimenti, in particolare
di β-feniletilamina, putrescina, cadaverina, tiramina e istamina, può rappresentare anche
un importante indicatore igienico-sanitario sia della qualità della materia prima, che
dell’applicazione delle GMP (Good Manufacturing Practices).
Nel presente lavoro vengono descritte le principali caratteristiche fisico-chimiche e
microbiologiche del Formaggio di Fossa e indagati gli effetti dell'infossamento su di
esse, con particolare riferimento all’eventuale presenza di amine biogene e infine alla
correlazione fra microrganismi isolati e attività decarbossilasica.
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PAROLE CHIAVE
Qualità degli alimenti, prodotti tradizionali, Formaggio di Fossa, caratteristiche
chimico-fisiche, caratteristiche microbiologiche, amine biogene.
KEYWORDS
Food quality, traditional products, Formaggio di Fossa, chemical and physical
features, microbiological features, biogenic amines.
5
INDICE
ABSTRACT……………………….…………………………..………....….Pag. 3
RIASSUNTO …………………….………….............................................…Pag. 4
INTRODUZIONE …………….……………….…...…………….…...……Pag. 7
IL FORMAGGIO DI FOSSA E LE PRODUZIONI TRADIZIONALI
TIPICHE NEL CONTESTO NAZIONALE ED EUROPEO ……...........Pag. 9
CARATTERISTICHE DEL FORMAGGIO DI FOSSA .……...............Pag. 18
AMINE BIOGENE .…………….……………….…...…………….…...…Pag. 21
PARTE SPERIMENTALE ….……………….…...………………...……Pag. 26
• Introduzione ………………………………………………………...Pag. 26
• Materiali e Metodi …………………………………………………..Pag. 28
• Risultati e Discussione …….……….…...…………….…...………..Pag. 42
CONCLUSIONI…………….…...…………….…………………….…….Pag. 75
BIBLIOGRAFIA……………………………………………………..……Pag. 79
RINGRAZIAMENTI ……………………………………………………..Pag. 89
ALLEGATO/ANNEX……….……………….…...…………….…....……Pag. 91
6
INTRODUZIONE
Il Formaggio di Fossa è un prodotto tradizionale dell’area del Montefeltro, compresa tra
le regioni Emilia-Romagna e Marche, legato indissolubilmente alle terre malatestiane da
cui origina, la cui peculiarità ed originalità risiede nel metodo di stagionatura, che
avviene in parte all’interno di fosse arenarie.
Le produzioni tradizionali rappresentano una grossa porzione del patrimonio agroalimentare italiano in quanto frutto delle peculiarità e singolarità dei diversi territori da
cui nascono e che contraddistinguono la nostra penisola. Nel corso degli anni, sono state
emanate, pertanto, normative che tutelassero tali prodotti apparentemente poco coerenti
con le misure di sicurezza e di igiene adottate, concedendo deroghe per la loro
produzione che ne consentissero la sopravvivenza e ne legittimassero la presenza.
Questo sino all’avvento del nuovo pacchetto igiene (Regg. 852/2004, 853/2004,
854/2004, 882/2004) entrato in vigore a partire dal 1 gennaio 2006, che di fatto permette
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alle produzioni tradizionali di essere coerenti con la normativa vigente, sottolineando
l’importanza di queste produzioni che tanto sono legate al territorio da cui ciascuna
origina. Il Reg. 852/2004 ad esempio riconosce la necessità di mantenere metodi
tradizionali di produzione che sono la testimonianza della diversità culturale dell’Europa
e prevede, pertanto, la flessibilità necessaria per le imprese alimentari. Grazie a ciò,
molti prodotti sono stati tutelati non soltanto in ambito italiano, ma anche europeo ed il
Formaggio di Fossa, cui è stata di recente riconosciuta la DOP, ne è un testimone
d’eccezione.
La peculiare ed antica consuetudine di infossare il formaggio, risalente al XIII e XIV
sec. ed avente come scopo originario quello di conservarlo durante il rigido inverno e
proteggerlo dalle razzie dei popoli invasori, conferisce al prodotto caratteristiche
assolutamente uniche.
Questo formaggio è legato al territorio d’origine non soltanto per le fosse ivi ubicate:
anche il latte infatti deve provenire da allevamenti siti esclusivamente nel territorio a
cavallo della Romagna e delle Marche, come da Disciplinare di Produzione.
Tale prodotto, a seguito della ripresa attività microbica che avviene in fossa (Avellini et
al., 1999; Rea et al., 1999), va incontro ad accentuata proteolisi, con produzione di
composti che rappresentano un substrato ottimale per la produzione di AB.
Data l’importanza delle produzioni agroalimentari tipiche, con particolare riferimento
alla regione Marche, la presente ricerca è rivolta dunque all’approfondimento della
conoscenza di dette produzioni ed alla loro valorizzazione, attraverso, appunto, lo studio
di un esponente di spicco nel panorama regionale: il Formaggio di Fossa, dando
particolare importanza allo studio delle AB. Esse infatti possono avere potenziali azioni
ed effetti sull’organismo, in special modo nei consumatori appartenenti a categorie
considerate a rischio, nelle quali possono risultare pericolose, ed inoltre rappresentano
anche indici di qualità ed igiene delle materie prime impiegate e del rispetto delle buone
pratiche di lavorazione nella fabbricazione degli alimenti (GMP).
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IL
FORMAGGIO
PRODUZIONI
NEL
DI
FOSSA
TRADIZIONALI
CONTESTO
E
LE
TIPICHE
NAZIONALE
ED
EUROPEO
Per “Formaggio di Fossa” sic et simpliciter si intende un prodotto a base di latte di
antiche origini, tuttora inserito nell’ultima revisione (la nona) dell’elenco nazionale,
periodicamente aggiornato, dei prodotti agroalimentari tradizionali tra i formaggi
marchigiani (D.M. 05/06/2009), elenco che si appronta in base a quanto disposto nel
decreto 350 dell’08/09/1999.
Il suo disciplinare di produzione, all’esame della Commissione Europea dal 22/12/2006,
ha da poco ricevuto il marchio DOP con la denominazione di “Formaggio di Fossa di
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Sogliano”, come riportato nel Reg. 1183 del 30/11/2009, attestazione che prevede che il
formaggio venga prodotto, trasformato ed elaborato esclusivamente in un’area
geografica determinata, dando il tal modo maggiore importanza al territorio d’origine.
In passato il comparto lattiero caseario ha vissuto per lunghi periodi in un vuoto
legislativo quasi assoluto. Per arrivare ad un organico quadro normativo, si è dovuti
arrivare al Decreto del Presidente della Repubblica n. 54 del 14/01/97 in materia di
produzione e immissione sul mercato di latte e di prodotti a base di latte (abrogato quasi
completamente dal D.Lgs. 193 del 6 Novembre 2007), attraverso cui sono state recepite
a livello nazionale le normative europee. Ciò aveva portato, a causa della difficile
armonizzazione tra norme di legge comunitarie che regolamentavano il settore
alimentare dal punto di vista igienico-sanitario e tradizionalità delle produzioni,
all’emanazione di deroghe per molti prodotti a base di latte, che hanno permesso al
Formaggio di Fossa e agli altri prodotti di non scomparire dal panorama nazionale. Tali
deroghe sono state emanate attraverso due provvedimenti (Decisione 96/536/CE e
relativa modifica rappresentata dalla Decisione 97/284/CE), che lasciavano maggiore
libertà relativamente, ad esempio, all’utilizzo di locali di stagionatura e/o maturazione
dei prodotti (che potevano comprendere anche pareti naturali dal punto di vista
geologico, soffitti non lisci ed impermeabili), all’impiego di materiali altrimenti non
utilizzabili o, ancora, consentivano che le operazioni di pulizia degli ambienti fossero
specifiche e adattate a seconda dell’attività, fermo restando ovviamente l’obbligo di
rispettare determinati canoni igienici, di garantire i requisiti minimi di sicurezza e di
effettuare l’autocontrollo basato sui principi del sistema HACCP.
Con l’avvento del nuovo “pacchetto igiene”, come precedentemente accennato, tali
decisioni sono state abrogate dalla Decisione n. 765 del 06/11/2006, in quanto lo spirito
stesso che anima i nuovi regolamenti europei mira espressamente alla tutela delle
produzioni tipiche e tradizionali, cercando di conciliare queste con i principi di carattere
igienico-sanitario.
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Il “pacchetto igiene”, tende infatti ad armonizzare, in un unico corpo normativo, le
precedenti norme circa la sicurezza. Esso introduce anzitutto due importanti elementi: il
considerare un prodotto alimentare in tutto il suo percorso di filiera, ed il considerare
responsabile della sicurezza alimentare ciascun operatore della filiera produttiva, sin
dagli agricoltori e dagli allevatori. Un’altra grande novità è rappresentata, come
abbiamo già riferito, dalla tutela delle produzioni tradizionali. Ecco dunque che il
regolamento CE 852/2004, nei considerando 15 e 16, ritratta la posizione della direttiva
93/43/CE, che di fatto ostacolava se non addirittura impediva la circolazione di tutti
quei prodotti ottenuti nel rispetto di procedure non pienamente rispondenti ai principi
dell’HACCP. L’attuale legislazione consente quindi l’utilizzazione ininterrotta di
metodi tradizionali in una qualsiasi fase della produzione, trasformazione o
distribuzione degli alimenti (regolamento 852/2004 art 13 commi 2 e segg.). Viene così
consentito ad ogni Stato membro di poter chiedere l’approvazione di una misura
nazionale con la quale, fermo restando il rispetto dei requisiti generali in materia di
igiene, permetta di seguitare a produrre secondo metodi artigianali e non convenzionali.
Tutto questo a vantaggio dei produttori di alcune specialità alimentari cui si richiede di
operare sempre nel pieno rispetto di criteri igienici minimi, comuni a tutta la normativa
europea. In questo modo l’Unione Europea ha rettificato l’orientamento espresso nella
direttiva 93/43/CE che aveva praticamente bollato come "fuorilegge" le produzioni
tradizionali, basti pensare ad esempio a taluni salumi o formaggi d’alta montagna, ed
addirittura alla pizza cotta nel forno a legna, protagoniste di aperte polemiche fra
consorzi e istituzioni. Ciò aveva costretto le autorità competenti nazionali ad emettere
specifici provvedimenti per poter tutelare e conservare il patrimonio gastronomico
italiano, come la Deroga nazionale adottata con L. 526/99 (Appendice art. 10 al d.lgs
155/97), che ha tutelato le produzioni locali adattandole alla normativa europea. Tale
tentativo di tutela è stato tuttavia ben presto soppiantato dall’uscita del decreto 350/99
recante le norme per l'individuazione dei prodotti tradizionali.
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Nel regolamento CE 853/04 -che stabilisce i requisiti per i prodotti (trasformati o meno)
di origine animale, definendo le condizioni di lavorazione, di stoccaggio e trasportoviene indicato come gli stati membri possano adottare misure nazionali di “adattabilità”,
per tutelare i prodotti legati a metodi tradizionali di produzione. Per “alimenti con
caratteristiche tradizionali” vengono intesi quelli che: sono storicamente riconosciuti
tradizionali; vengono prodotti secondo metodi tradizionali (sanciti, appunto, dalla
stessa); sono considerati “protetti” da una legge nazionale (regionale o locale).
Pertanto, attraverso un utilizzo oculato di materiali e strumenti particolari, ferma
restando l’applicazione costante di una corretta prassi igienica, si possono produrre
alimenti secondo procedimenti tradizionali, pur rispettando adeguati standard di
sicurezza.
Secondo il Disciplinare di produzione il Formaggio di Fossa è un prodotto a base di latte
fabbricato con l’impiego delle seguenti materie prime:
• latte ovino intero 100%
• latte vaccino intero 100%
• miscela di latte intero vaccino e ovino rispettivamente 80% massimo e 20%
minimo.
L’alimentazione base del bestiame da cui proviene il latte utilizzato deve essere
costituita prevalentemente da foraggi verdi e/o affienati, con possibile integrazione di
mangimi semplici o composti ed eventuale aggiunta di complessi minerali/vitaminici. E’
vietato altresì l’uso di insilati, in quanto potrebbero trasmettere al latte germi o sostanze
inadatti alla giusta maturazione del formaggio. Per la sua fabbricazione viene usato latte
crudo o pastorizzato (a 72 °C per 15 secondi o combinazioni ad effetto equivalente).
Appena munto, il latte deve essere posto in recipienti refrigerati a temperatura di + 4°C e
successivamente essere coagulato con caglio naturale (prevalentemente animale, ma
anche vegetale). E’ possibile l’aggiunta di fermenti lattici (colture starter) per guidare la
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fermentazione. La salatura, dopo la rottura della cagliata e la formatura, può essere
effettuata a secco o in salamoia. Segue una prima fase di maturazione/stagionatura in
caseificio per un minimo di 60 ed un massimo di 240 giorni (a temperatura inferiore a 15
°C e umidità tra 80 e 90 %). A questo punto i formaggi vengono puliti (anche dalla
muffa) e chiusi in sacchi di tela, contraddistinti da marchio e numero di identificazione
del lotto. I sacchi vengono quindi contrassegnati impiegando un colore composto da un
miscuglio di olio di lino cotto e di carbone vegetale, dunque completamente atossico. La
seconda fase della stagionatura avviene in fosse per almeno 90 giorni. L’infossamento
deve avvenire tra il 20 luglio ed il 30 agosto (figura 1).
Figura 1 - Linea di lavorazione del Formaggio di Fossa.
Latte (crudo o pastorizzato)
Coagulazione
(con caglio naturale)
Aggiunta di colture starter
Rottura della cagliata
Formatura
Salatura
(a secco o in salamoia)
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I Fase: Maturazione in
caseificio (60-240 gg)
II Fase: Stagionatura in
fossa (90 gg)
La sfossatura, che consiste nel rimuovere i materiali posti a copertura della fossa e nel
prelevare dall'interno i sacchetti di formaggio, avviene intorno al 20 novembre e
possibilmente, nel territorio di Sogliano, entro il 25, giorno di S. Caterina d'Alessandria,
martirizzata, secondo la leggenda, all'inizio del IV secolo. Anticamente, questa era una
ricorrenza molto sentita dalla popolazione soglianese appartenente in prevalenza al ceto
contadino: una volta terminata la raccolta dei frutti autunnali e la semina, conclusi i riti
della vinificazione e della spremitura delle olive, gli agricoltori si preparavano alla
sospensione invernale del lavoro campestre e ogni anno nel giorno di S. Caterina si
recavano in paese a ritirare il poco formaggio affidato alle fosse durante l'estate, potendo
in tal modo far fronte alle ristrettezze dell'inverno.
Una volta concluse le operazioni di sfossatura, le fosse devono osservare un periodo di
riposo invernale della durata di tre mesi.
Prima dell’infossamento queste devono essere preparate attraverso la sanificazione con
fuoco e fumo, la successiva realizzazione sul fondo di esse di un pavimento sopraelevato
con tavole di legno, per consentire il deflusso dei liquidi grassi (Disciplinare di
produzione) che si producono durante la stagionatura, e il rivestimento delle pareti con
uno strato di paglia sorretto da uno steccato di canne.
14
Le fosse hanno forma tronco conica o cilindrica, sono scavate nella roccia arenaria ed
hanno apertura circolare. A tal proposito è interessante notare come esista una certa
confusione in merito alla natura delle rocce che ospitano le fosse. Taluni le definiscono
tufacee, altri arenarie. La stessa incoerenza appare anche in campo normativo: sulla
Delibera Regionale Marche n. 2985 MO/AGR del 1998 (Attuazione dell’art. 8 del
decreto legislativo 173 del 30 Aprile 1998), conformemente alla decisione CE 97/284
relativa all'individuazione dei prodotti a base di latte per i quali gli Stati membri sono
autorizzati a concedere deroghe, si parla infatti di “rocce tufacee”, mentre nel
Disciplinare si fa riferimento a “rocce arenarie”. L’equivoco storico è dovuto alla
somiglianza tra le due tipologie, che ha fatto confondere il vero tufo, deposito
sedimentario originatosi dalle precipitazioni vulcaniche (o più in generale di un apparato
vulcanico) e pertanto composto da lapilli, pomici e materiale pulverulento, con
l’arenaria, che è invece una sabbia che nei millenni si è conglomerata diventando roccia.
Scientificamente parlando, dunque, il tufo e l’arenaria sono diversi poiché sono depositi
rocciosi l’uno di origine vulcanica, l’altra -in cui sono scavate le rocce- di origine
marina. Quest’ultima può avere poi diverse sfumature di composizione, poiché le sabbie
che la costituiscono possono avere varie origini. Addirittura, rocce arenarie dello stesso
periodo geologico possono mostrare caratteristiche diverse per la diversa posizione in
cui si sono sedimentate all’interno dello stesso bacino (ad esempio di mare profondo o
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più vicine alle linee costiere). Questa premessa, apparentemente superflua, aiuta a
comprendere come le tre località storiche di produzione del Formaggio di Fossa situate
in provincia di Forlì-Cesena (Sogliano al Rubicone) e di Pesaro Urbino (Talamello e
Sant’Agata Feltria) vadano distinte, sebbene siano accomunate dalla presenza di roccia
arenaria, poiché ciascuna esprime peculiarità diverse, influenzando pertanto in maniera
caratteristica la stagionatura dei formaggi maturati nelle fosse situate in aree differenti.
Questa considerazione circa la diversità delle rocce arenarie situate nelle tre località
storiche è alla base della diatriba sulla reale area originaria di produzione che ha portato
inizialmente le singole località a chiedere ciascuna la propria DOP. Ciò ha comportato
una dilatazione dei tempi necessari per l’ottenimento del riconoscimento europeo. Dopo
un periodo di tempo piuttosto ampio, durante il quale non si è giunti ad alcuna
soluzione, le organizzazioni dei produttori hanno infine deciso di accordarsi in merito
alla richiesta di approvazione di un disciplinare riferito a un prodotto DOP, con la
denominazione di “Formaggio di Fossa di Sogliano al Rubicone e Talamello”, che
comprendesse entrambe le principali località storiche, come attestato anche dal logo
disegnato per tale disciplinare (figura 2). Tale disciplinare è stato approvato in ambito
nazionale e sottoposto all’esame della UE in data 22/12/2006. Tuttavia, con il recente
Reg. 1183/2009 della Commissione Europea è stato approvato il disciplinare del
prodotto con la denominazione “Formaggio di Fossa di Sogliano” DOP, nella quale
compare, pertanto, solo una delle località storiche, sebbene sul logo sia presente la
dicitura riportante tutte e tre le aree originarie di produzione (figura 3).
Figura 2- Logo inserito nel Disciplinare di produzione all’esame della UE nel 2006.
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Figura 3- Logo inserito nel Disciplinare di produzione del “Formaggio di Fossa di
Sogliano” DOP riconosciuto con Reg. 1183/2009.
Appare tuttavia importante sottolineare come non siano state apportate modifiche
sostanziali nel disciplinare recentemente approvato rispetto al precedente, se non in
termini esclusivi di denominazione e caratteristiche del logo.
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CARATTERISTICHE
DEL FORMAGGIO DI FOSSA
Le caratteristiche organolettiche del prodotto finito vengono accuratamente descritte nel
disciplinare di produzione: parte esterna del prodotto di colore dal bianco avorio fino al
giallo ambrato; forma irregolare, con arrotondamenti e depressioni, dovuti al fatto di
essere fortemente stipati all’interno delle fosse; superficie umida e grassa, talora
ricoperta anche di muffe facilmente asportabili e grasso condensato; piccole screpolature
ed a volte macchie giallo ocra; buccia assente o solo accennata; pasta interna di
consistenza semidura, piuttosto friabile, colore bianco ambrato o paglierino; odore
caratteristico e persistente, ricco di aromi con sentori di muffa e di tartufo; sapore
decisamente piccante, con una punta di amaro e leggermente acidulo.
Dalle fonti bibliografiche consultate, non risultano molti lavori scientifici volti ad
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approfondire le conoscenze su questo prodotto. Tra questi ritroviamo i lavori di Massa et
al. (1986, 1988), Toppino et al. (1992), Gobbetti et al. (1999), Avellini et al. (1999), Rea
et al. (1999), Branciari et al. (2001), che ne hanno studiato aspetti microbiologici,
caratteristiche chimiche, qualità igienica e caratteristiche di tipicità.
Diversi studi sono stati effettuati in parallelo per rilevare le differenze dal punto di vista
microbiologico, chimico e sensoriale tra formaggio stagionato in toto in caseificio
(formaggio di controllo) e formaggio stagionato nelle fosse, allo scopo di valutare
l’effetto di questo antichissimo metodo di stagionatura sul prodotto finito (Avellini et al.,
1999; Branciari et al., 2001; Anonimo, dati non pubblicati, 1998).
Dal punto di vista sensoriale, Avellini et al. (1999) e Pozzetto (2000) hanno rilevato che
la stagionatura in fossa rende il formaggio meno duro e più umido, con un aroma più
pronunciato e maggiormente salato, acido e piccante.
In base agli studi effettuati, dal punto di vista chimico-fisico in generale risulta che il
Formaggio di Fossa è più digeribile di altri formaggi a lunga stagionatura, poiché, a
seguito di tale peculiare maturazione, le componenti proteiche appaiono già in parte
idrolizzate, con conseguente aumento della quantità di aminoacidi liberi. Analogamente
si può dire dei grassi, che risultano anch’essi scissi in componenti più semplici ad opera
dei microrganismi che si sviluppano nel corso della maturazione all’interno della fossa.
Qui, infatti, si ha una ripresa della fermentazione dei prodotti, che porta la temperatura
all’interno della stessa ad innalzarsi fino al raggiungimento di un valore che rimane
costantemente di poco inferiore a quello esterno. Inoltre, a seguito del consumo di
ossigeno, si crea un ambiente anaerobico che, a sua volta, agevola la ripresa della
fermentazione, i processi enzimatici e l’eliminazione di grassi e umidità residua,
limitando contemporaneamente l’asciugatura del prodotto (Pozzetto, 2000).
Pertanto, riassumendo, dai dati riportati nei diversi studi, la stagionatura in fosse scavate
nel suolo non rappresenterebbe affatto un rischio igienico-sanitario. Tuttavia, da tale
punto di vista non è stata mai approfondita la possibile presenza nell’alimento di
19
concentrazioni elevate di AB. Infatti, da quanto descritto emerge come il Formaggio di
Fossa rappresenti un prodotto nel quale è possibile attendersi la presenza di notevoli
quantità di AB per diverse ragioni: a motivo dell’intensa attività proteolitica, a causa
dell’incremento del contenuto di aminoacidi liberi (Farkye, 1999), testimoniata dagli
elevati valori di NPN (parametro comprendente i composti azotati non proteici, tra i
quali, potenzialmente, le stesse AB) rilevati dai diversi autori; e a causa della prolungata
maturazione/stagionatura a cui va incontro il formaggio, costantemente accompagnata
da valori di umidità della pasta piuttosto elevati anche nel prodotto finito, comunque
superiori a formaggi stagionati per lo stesso tempo in caseificio. Va inoltre ricordato
che, come da disciplinare di produzione, per la fabbricazione è ammesso anche l’utilizzo
del latte crudo, in accordo con la tradizione e anche per evitare un’eccessiva
standardizzazione di un prodotto caratterizzato da spiccate connotazioni di tipicità.
Anche quest’ultimo fattore potrebbe contribuire ad aumentare il rischio di formazione di
AB a causa della presenza nella materia prima di una maggiore quantità di
microrganismi, peraltro non selezionati, tanto più se si considera che queste derivano
principalmente dalla decarbossilazione degli aminoacidi fondamentalmente ad opera di
enzimi microbici.
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AMINE BIOGENE
In generale, le AB sono composti presenti talvolta in concentrazioni elevate negli
alimenti di origine sia animale che vegetale, soprattutto fermentati. Chimicamente, sono
basi organiche a basso peso molecolare che si formano negli alimenti, principalmente a
causa della decarbossilazione degli aminoacidi, ma anche per l’aminazione e
transaminazione di aldeidi e chetoni. Alcune di queste sostanze svolgono un ruolo
importante nelle funzioni fisiologiche degli animali e dell’uomo (Tiecco et al., 1985),
influenzando principalmente il sistema nervoso, sia centrale che periferico, e il sistema
cardiovascolare. Alcune amine -come putrescina, spermina, spermidina, e cadaverinasvolgono infatti importanti funzioni nelle cellule viventi in quanto componenti
indispensabili e/o regolatori della funzione degli acidi nucleici, della sintesi proteica e
probabilmente anche della stabilizzazione delle membrane. Pertanto, nel novero delle
funzioni fisiologiche delle amine, è necessario considerare il fatto che esse costituiscono
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i precursori per la sintesi di ormoni, alcaloidi, proteine ed acidi nucleici (Silla Santos,
1996).
Tuttavia, esse sono anche correlate allo stato di conservazione degli alimenti ed
all’igiene della loro lavorazione (Cantoni, 1995) ed alcune di esse, in particolare
istamina e tiramina (quest’ultima frequentemente presente in quantità apprezzabili
proprio nei formaggi), sono responsabili di molti casi di intossicazione alimentare
nell’uomo. Generalmente assumono particolare importanza quando ingerite in quantità
piuttosto elevate con gli alimenti da soggetti normali. Nelle categorie di consumatori a
rischio (bambini, anziani, malati, ecc), nelle quali i naturali meccanismi di
detossificazione presenti nell’organismo sono immaturi, carenti o inefficaci, l’ingestione
di dosi anche minime di tali sostanze sono in grado di indurre manifestazioni tossiche
talvolta gravi. In un organismo in condizioni normali, dopo l’ingestione di alimenti che
contengono AB, queste vengono degradate nell’intestino ad opera di enzimi, quali
monoamminossidasi (MAO), diaminossidasi (DAO) e istamina- metil transferasi (HMT)
(Cantoni, 1995), fino ad aldeidi ed acidi carbossilici, cioè prodotti di ossidazione che
non danno alcuna reazione organica. Nei soggetti a rischio invece, la suscettibilità
all’insorgenza di intossicazione alimentare da AB è elevata. Carenze di questi enzimi
possono essere congenite o acquisite, legate ad abuso di alcool, a disturbi gastroenterici
o all’assunzione di droghe e/o sostanze farmacologiche (come ad esempio diverse
sostanze antidepressive, farmaci usati per la cura del Parkinson, ecc.) in grado di inibire
i meccanismi naturali di detossificazione (Antolini et al., 1999; Moret et al., 2005). In
questi casi, infatti, le AB non metabolizzate (e in particolare l’istamina) vengono
assorbite a livello intestinale e danno luogo a una reazione dell’organismo
principalmente a livello vasale, con conseguente coinvolgimento dei diversi apparati, in
particolare del sistema nervoso e dell’apparato digerente (Cantoni, 1995). Sovente le
manifestazioni cliniche di intossicazione consistono in sintomi generici ed aspecifici
che, per la loro frequenza ed entità, generalmente lieve, passano spesso inosservati o
22
vengono addirittura confusi con altro, ad esempio con allergie di origine alimentare.
Effettivamente la sintomatologia è in parte comune, ma la mancanza di precedenti
episodi riconducibili a reazioni allergiche al cibo chiamato in causa dovrebbe indurre il
medico quantomeno a sospettare una causa diversa. Tra i sintomi più ricorrenti vanno
ricordati: nausea, vomito, sensazione di secchezza e di bruciore alla gola e alla bocca,
crampi addominali, diarrea, vertigini, cefalea, sintomi cutanei diversi, tra cui rush,
prurito, arrossamento, orticaria ed edemi. Solo raramente si osservano ipotensione
(talora ipertensione, come nel caso della tiramina) (Antolini et al., 1999), palpitazioni e
disturbi respiratori come broncospasmo (Shalaby, 1996). L’insorgenza della
sintomatologia è in genere abbastanza rapida (30 minuti circa dall’assunzione
dell’alimento) e i disturbi sono quasi sempre di lieve entità e di breve durata,
risolvendosi entro le 24 ore (sito web: www.pg.izs.it/webzine.html). In casi gravi, però, si
può giungere persino a una sintomatologia sovrapponibile a quella che insorge nello
shock anafilattico (Novella-Rodrìguez et al., 2000).
Un altro aspetto molto importante connesso con la tossicità di queste sostanze è da
individuare nelle abitudini alimentari del consumatore. La combinazione e la quantità di
prodotti assunti in un pasto, in particolare riferite ad alimenti fermentati come salami,
vino, birra, formaggi e verdure, possono rivestire un significato determinante, legato alla
simultanea introduzione nell’organismo di quantità complessive elevate di AB (e
conseguente possibile insorgenza di fenomeni tossici).
Ancora, alcune amine come putrescina, cadaverina, tiramina, β-feniletilamina, spermina
e spermidina, sono considerate come “potenziatori” della tossicità dell’istamina, in
quanto ne accrescono gli effetti, ostacolandone l’ossidazione e/o direttamente inibendo
gli enzimi deputati alla sua inattivazione (DAO e HMT) (Hernàndez-Jover et al., 1996).
In particolar modo putrescina e cadaverina, ma anche altre amine (ad es. triptamina e βfeniletilamina), sono in grado di interferire con i meccanismi di detossificazione
23
dell’organismo, malgrado abbiano tutte una più bassa attività farmacologica rispetto
all’istamina e alla tiramina (Rea et al., 2005).
Per quanto riguarda la presenza delle AB negli alimenti, esse contribuiscono in generale
a determinare l’aroma dei cibi (Silla Santos, 1996). Tuttavia, le amine putrefattive
(putrescina e cadaverina) possono risultare responsabili della formazione di cattivi odori
nei prodotti alimentari. Nelle bevande alcoliche fermentate ad opera di lieviti i livelli di
AB sono generalmente molto bassi. Viceversa, tutti i prodotti in cui si verifica la
fermentazione lattica, tranne lo yogurt, possono presentare concentrazioni elevate di
amine diverse, quali putrescina, cadaverina, istamina e tiramina. Le AB, infatti, sono
prodotte in gran parte da microrganismi, in particolar modo da quelli ascrivibili alla flora
lattica (Bover-Cid et al, 2001), che posseggono enzimi in grado di decarbossilare gli
aminoacidi nelle corrispondenti amine. Gli Enterococchi e i propionobatteri (Cogan,
2004), nonché molti dei microrganismi appartenenti alla famiglia Enterobacteriaceae
(Bover-Cid et al, 2001; Landete et al, 2007), Clostridium e Pseudomonas (Marcobal et
al., 2006) sono considerati forti produttori di tali composti. Secondo Marcobal et al.
(2006) la capacità di produrre AB sembra essere più dipendente dal genere, che riferita
ad una particolarità di specie.
In generale, i microrganismi produttori di AB possono far parte sia della popolazione
batterica propria dell’alimento, che essere introdotti in esso attraverso contaminazioni
che possono aver luogo prima, durante o dopo il processo di produzione dei cibi (BoverCid et al, 2001). Perciò, i microrganismi naturalmente presenti nelle materie prime e/o
introdotti accidentalmente con la lavorazione e/o aggiunti come colture starter possono
influenzare significativamente la produzione di AB durante la fabbricazione dei cibi
fermentati (Maijala e Eerola, 1993; Bover-Cid et al, 2001). Durante la fermentazione, la
crescita microbica, l’acidificazione e la proteolisi conseguente all’attività metabolica dei
germi determinano lo sviluppo di condizioni favorevoli alla produzione di AB. Tra
questi batteri, le specie più comunemente isolate nei cibi fermentati comprendono molti
24
lattobacilli, stafilococchi ed enterococchi (in particolare Enterococcus faecalis e E.
faecium), che contribuiscono in maniera notevole all’evoluzione del processo di
fermentazione.
Infine, appare importante rilevare come i dati riportati in letteratura indichino, talvolta,
una marcata differenza nel tipo e nella quantità di AB prodotte da ceppi microbici
diversi appartenenti alla stessa specie (Bover-Cid et al, 2001). Ciò può essere
parzialmente spiegato con l’influenza esercitata da diversi fattori sulla produzione di
AB, quali temperatura, pH, Aw, presenza di carboidrati fermentescibili e potenziale di
ossidoriduzione. Generalmente, inoltre, ceppi batterici dotati di spiccata attività
proteolitica possono indurre con maggiore probabilità una più accentuata produzione di
AB in alimenti complessi a causa dell’abbondante presenza in essi di aminoacidi, che
costituiscono il substrato per l’attività degli enzimi decarbossilanti.
25
PARTE SPERIMENTALE
INTRODUZIONE
L’utilizzo di materie prime di buona qualità igienico-sanitaria e la stretta osservanza
delle buone pratiche di lavorazione (GMP) costituiscono condizioni imprescindibili per
il controllo dello sviluppo dei microrganismi e della loro attività enzimatica,
particolarmente “vivace” durante i processi fermentativi, che rappresentano una fase
fondamentale nella produzione di numerosi alimenti (Antolini et al., 1999), tra cui anche
i formaggi.
Lo studio si è prefisso l’obiettivo di approfondire la conoscenza di un prodotto storico
nella tradizione gastronomica italiana, il Formaggio di Fossa, estremamente peculiare
nei suoi caratteri organolettici, intimamente legati alle terre da cui deriva e consolidati
da secoli di storia. Pertanto, scopo della presente ricerca è stato quello di corroborare gli
26
studi sul Formaggio di Fossa effettuati da vari autori (Massa et al., 1986; Massa et al.,
1988; Toppino et al., 1992; Gobbetti et al., 1999; Avellini et al., 1999; Rea et al., 1999;
Branciari et al., 2001) che ne hanno studiato caratteristiche chimiche ed aspetti
microbiologici, ed ampliarli attraverso lo studio delle AB, non risultando in letteratura
dati relativi alla concentrazione di queste ultime nel prodotto oggetto di studio.
Nella fossa infatti, si ha una ripresa del processo di maturazione in generale, e del
complesso di reazioni biochimiche proprie della fermentazione in particolare, che
determina la ripresa della glicolisi (che determina fermentazione del lattosio ad acido
lattico e metabolismo del lattato con conseguente abbassamento del pH che favorisce sia
la sintesi e che l’attività degli enzimi decarbossilanti), la proteolisi (con idrolisi delle
proteine del formaggio -primariamente caseina- fino a peptidi ed amminoacidi, che
rappresentano importanti substrati per la formazione di AB) e la lipolisi (con idrolisi dei
grassi -trigliceridi- in acidi grassi liberi che sono ulteriormente scissi in composti
volatili, responsabili del sapore e dell’aroma tipici del Formaggio di Fossa (Farkye,
1999).
In particolare la ripresa delle attività enzimatiche proteolitiche, derivante dalle
particolari condizioni presenti all’interno della fossa, rappresenta la causa più probabile
non solo degli elevati valori delle frazioni azotate riscontrati (NCN e NPN), ma anche
un presupposto fondamentale per la formazione di AB, giustificando pertanto lo scopo
prefisso. Alla luce di quanto esposto sinora, si è deciso di studiare anche la correlazione
tra profilo microbiologico e quantità di AB nel Formaggio, per rilevare quali sono i
microrganismi isolati maggiori produttori di AB nel prodotto in esame.
Gli studi effettuati sono stati compiuti col duplice scopo di realizzare una
caratterizzazione del Formaggio di Fossa, dal punto di vista sia compositivo che
igienico-sanitario, e, contemporaneamente, uno studio delle modificazioni e delle
differenze indotte dalla pratica dell’infossamento, rispetto a formaggi di controllo
maturati in toto in caseificio.
27
MATERIALI E METODI
A) Campionamento
La ricerca è stata articolata in due fasi, schematizzate nella figura 4.
La prima fase ha previsto lo studio di alcuni campioni di Formaggio di Fossa reperiti in
commercio a livello di grande distribuzione organizzata.
Nella seconda fase, la ricerca è stata rivolta allo studio di formaggi appositamente
preparati, in accordo con le modalità previste nel disciplinare di produzione, in un
caseificio situato a Tavoleto, all’interno della zona territoriale n. 1 (Pesaro) dell’ASUR
Marche (area di produzione tipica). I campioni, ottenuti dallo stesso lotto di materia
prima e prelevati sterilmente, erano costituiti da:
• latte ovino crudo
• latte ovino pastorizzato
• cagliata
• starter microbici (di produzione industriale) impiegati per la lavorazione
• prodotto al termine della stagionatura in caseificio (60 giorni), immediatamente
prima dell’infossamento
• prodotto al termine dell’infossamento (60 giorni in caseificio + 90 giorni in fossa)
• formaggio di controllo, stagionato in toto in caseificio per un tempo
corrispondente a quello del formaggio infossato (60 + 90 giorni).
28
Figura 4- Articolazione della ricerca in due fasi.
Più precisamente, nella prima fase sono state esaminate tre tipologie di Formaggio di
Fossa del commercio, ciascuna analizzata in triplo, mentre nella seconda fase sono state
esaminate tre forme di formaggio per ciascuna delle seguenti tipologie, ognuna
analizzata in doppio: formaggio maturato 60 giorni in caseificio, formaggio al termine
della stagionatura (60 + 90 giorni) in fossa e formaggio di controllo (sottoposto a
maturazione in caseificio in condizioni controllate a temperatura di 15°C circa e umidità
relativa di 80-90% per un tempo corrispondente a quello del prodotto infossato).
Nella figura 5 sono mostrate le immagini relative alle caratteristiche morfologiche del
formaggio a 2 mesi di stagionatura (A), del Formaggio di Fossa (B) e del formaggio di
controllo (C).
29
Figura 5 - Caratteristiche morfologiche dei formaggi esaminati nella seconda fase della
ricerca.
A
Formaggio a 60 giorni di stagionatura (in caseificio)
B
C
Formaggio di Fossa
(60 gg in caseificio + 90 gg in fossa)
Formaggio di controllo
(150 gg in caseficio)
B) Analisi
Su tutti i campioni sono state eseguite analisi chimico-fisiche (pH, Aw, umidità, ceneri,
proteine, grassi, frazioni azotate, azoto basico volatile totale, NaCl), con particolare
attenzione alla determinazione delle principali
AB (Istamina, Tiramina, β-
Feniletilamina, Putrescina, Cadaverina, Spermina, Spermidina, Triptamina). Sui
campioni oggetto della seconda fase della ricerca è stato eseguito anche il profilo
microbiologico e valutata la capacità dei microrganismi isolati di produrre AB.
30
- Analisi chimico-fisiche
Le condizioni di umidità relativa e di temperatura della fossa durante la stagionatura dei
formaggi sono state monitorate in continuo mediante Datalogger 42270 (Extech
Instruments, Waltham, MA, USA) (Figura 6).
Figura 6- Datalogger inserito all’interno della fossa.
Su tutti i campioni sono state eseguite le seguenti determinazioni in doppio: pH secondo
quanto descritto da Bendall (1975); Aw mediante apparecchiatura BT RS1 Rotronic
Hygroskop (PBI International, Milano); ceneri, umidità e cloruro di sodio secondo le
metodiche A.O.A.C. (1990); grassi secondo la metodica Schmidt-Bondzynsky-Ratzlaff
(Tateo et al, 2003) modificata; residuo secco magro (RSM) nel latte per differenza;
proteine secondo il metodo Kjeldahl; azoto basico volatile totale (ABVT) secondo la
tecnica di Pearson (1973), impiegando in entrambi i casi un apparecchio Kjeltec 2300
(Foss Analytical, Hillerød, DK); azoto solubile a pH 4,6 (azoto non caseinico, NCN) e
31
azoto solubile in acqua (azoto non proteico, NPN) secondo il metodo di Resmini et al.
(1985) modificato.
- Ricerca delle amine biogene
Per quanto riguarda la determinazione del contenuto in AB, è stata utilizzata la metodica
descritta da Rea et al. (2005) e di seguito riportata.
Nella fase di estrazione, necessaria per la solubilizzazione delle amine attraverso
acidificazione, 10 gr di ciascun campione sono stati omogeneizzati per 5’ in 35 ml di
acido tricloroacetico 5%, successivamente centrifugati a 2000 g per 10’, raccogliendo
quindi il surnatante in una provetta dopo filtrazione. L’estrazione è stata ripetuta una
seconda volta con la medesima procedura. Sono state quindi preparate soluzioni di
lavoro contenenti 10 mg/ml di ciascuna delle seguenti amine standard (Sigma, St. Louis,
MI, USA) in acqua distillata: istamina, putrescina, cadaverina, tiramina, βfeniletilamina, spermidina, spermina e 1,7 diaminoeptano (impiegato come standard
interno). All’omogenato di ciascun campione sono stati aggiunti, durante la fase di
estrazione, 960 µl di standard interno (S.I.).
Successivamente, è stata effettuata la fase di derivatizzazione, attraverso cui le amine in
studio vengono trasformate in composti dotati di un’alta assorbività molare, aumentando
in tal modo la sensibilità del metodo analitico. Questa fase risulta particolarmente
importante per quelle amine alifatiche (putrescina, cadaverina, spermina e spermidina)
che non presentano alcun assorbimento nelle tipiche frequenze impiegate nella
rivelazione spettrofotometrica. L’agente derivatizzante maggiormente utilizzato è il
cloruro di dansile, che si caratterizza, oltre che per un’alta assorbività molare, anche per
una spiccata reattività nei riguardi delle amine primarie e secondarie ed una spiccata
lipofilia. Pertanto, le amine derivatizzate risultano ben visibili all’u.v. e più facilmente
separabili cromatograficamente. Di conseguenza, prima dell’analisi cromatografica, tutti
gli estratti dei campioni e le soluzioni standard sono stati derivatizzati secondo la
32
seguente procedura: 1 ml di soluzione/estratto è stato alcalinizzato aggiungendo 200 µl
di NaOH 2N, quindi addizionato con 300 µl di una soluzione satura di sodio bicarbonato
e 2 ml di una soluzione contenente 10 mg/ml di dansile cloruro in acetone; la miscela
così ottenuta è stata posta in incubazione a bagnomaria a 40°C per 45’; il dansile cloruro
in eccesso è stato quindi rimosso aggiungendo 100 µl di ammoniaca. Dopo una breve
centrifugazione, il surnatante è stato passato attraverso un filtro da 0,45 µm e infine
iniettato nell’apparecchio HPLC.
La determinazione quantitativa delle AB è stata eseguita con apparecchiatura Agilent
1100 Series (Agilent Technologies, Santa Clara, CA, USA) dotata di rivelatore
spettrofotometrico a lunghezza d’onda variabile VWD-1200 Series (Agilent
Technologies) ed autocampionatore. La separazione delle AB è stata effettuata su
colonna HP Spherisorb C18 ODS 2 (250 x 4 mm, 5 μm) endcapped dotata di precolonna
LiChroCART 4-4 LiChroSPHER 100 RP-18 (5 μm) (Merck, Darmstad, GE), iniettando
un volume di 20 μl. La fase mobile del sistema era costituita da acqua (solvente A) e
acetonitrile (solvente B) e l’eluizione è stata effettuata con flusso di 1 ml/min secondo il
gradiente specificato nella tabella 1:
Tabella 1- Sistema di eluizione utilizzato per l’analisi HPLC.
%
%
Solv. A
Solv. B
0 min
30
70
7 min
30
70
10 min
25
75
20 min
15
85
30 min
15
85
33
Il tempo di condizionamento per ogni corsa cromatografica è stato fissato in 15 min.
Successivamente, è stata effettuata l’identificazione delle AB tramite confronto dei
tracciati cromatografici ottenuti nei diversi campioni con quelli di miscele di amine
standard a concentrazione nota (figura 7).
Figura 7 - Tracciato cromatografico in HPLC della miscela di AB standard impiegata
nel presente studio.
DAD1 A, Sig=254,4 Ref=550,100 (REA\05060602.D)
Norm.
200
β-feniletilamina
175
Putrescina
6.354
150
6.998
125
Cadaverina
Istamina
23.734
22.191
21.620
24.928
Spermidina
11.490
10.840
10.041
9.244
7.803
7.486
S.I.
5.638
25
12.778
6.129
50
Spermina
Tiramina
75
14.477
8.304
100
0
7.5
10
12.5
15
17.5
20
22.5
25
min
Oltre che per l’identificazione delle AB sulla base dei tempi di ritenzione, le soluzioni
standard sono state impiegate, previa opportuna diluizione, anche per l’allestimento di
rette di calibrazione per i calcoli quantitativi, eseguiti rapportando le aree dei picchi del
campione con quelli della miscela di AB standard. Più precisamente, le concentrazioni
sono state ottenute rapportando l’area di ciascuna amina rilevata nel campione all’area
34
dello S.I. aggiunto allo stesso campione e riportando quindi il valore ottenuto sulla retta
di calibrazione relativa alla stessa amina standard.
Infine, sui campioni di cagliata e di Formaggio di Fossa, è stata valutata la capacità
percentuale della metodica di recuperare le amine presenti nel campione, allo scopo di
valutare in particolare l’eventuale influenza della matrice nella procedura di estrazione.
La percentuale di recupero di ciascuna amina è stata determinata confrontando la
quantità di ogni amina rilevata nell’estratto di un campione con la quantità della stessa
amina rilevata in un altro estratto dello stesso campione addizionato (prima
dell’estrazione) con una quantità nota (20 µg/ml) di amina standard, secondo la seguente
formula (Rea et al., 2005):
(BA 2 – BA 1 )
R(%) =
------------------ x 100
BA 3
dove:
BA 1 = concentrazione di amina biogena prima dell’aggiunta di standard
BA 2 = concentrazione di amina biogena dopo l’aggiunta di standard
BA 3 = quantità di amina biogena aggiunta.
- Analisi microbiologiche
Le analisi microbiologiche effettuate sui campioni oggetto della seconda fase della
ricerca hanno previsto la semina degli stessi nei diversi terreni selettivi per favorire
l’accrescimento e la selezione dei microrganismi presenti, e successivamente la
valutazione della loro eventuale attività decarbossilasica.
Pertanto, per le analisi microbiologiche sono state impiegate le metodiche di seguito
riportate:
- Carica Mesofila Totale Aerobia (CMT) e Carica Psicrofila Totale Aerobia: mediante
Plate Count Agar (PCA) (Biolife, Milano, Italia), a temperature di 30°C x 24 ore e 10°C
35
x 4-5 giorni, rispettivamente.
- Enterobacteriaceae: mediante Violet Red Bile Glucose Agar (VRGB) (Biolife), a 37°C
x 24 ore.
- Coliformi totali: mediante Selective E.Coli/Coliform Medium (Oxoid, Basingstoke
Hampshire, England), a 37°C x 24 ore, e successiva semina in TBX Medium (Oxoid) a
44°C x 18-24 ore, per la conferma di E.coli.
- Stafilococcus spp. e S. aureus: mediante Baird Parker Medium (Biolife), a 37°C x 2448 ore.
- Listeria monocytogenes: mediante Listeria Enrichment Broth Low Acriflavine (LEBB)
(Biolife) a 30°C x 48 ore, quale terreno di arricchimento selettivo, e successiva semina
in terreno selettivo e differenziale Listeria Oxford Agar Base (Biolife) e ALOA Agar
Ottaviani Agosti (Biolife) a 37°C x 24 ore, per l’isolamento.
-Salmonella spp: mediante il pre-arricchimento con Buffered Peptone Water (Oxoid,),
l’arricchimento selettivo in Rappaport Vassiliadis Soya Peptone (RVS) Broth (Oxoid) a
42°C x 24 ore, e terreno selettivo e differenziale Chromogenic Salmonella Agar Base
(Biolife) e Brilliant Green Agar Mod. (Biolife), a 37°C x 24 ore.
-Lattobacilli: mediante MRS Agar with Tween 80 (Biolife), a 30°C x 48 ore.
-Lattococchi: mediante M17 Agar (Oxoid), a 37°C x 48 ore. E’ da precisare che il
terreno utilizzato per lo studio dei Lattococchi (M17, Oxoid) permette altresì il recupero
dei cocchi omofermentanti quali Streptococchi, Pediococchi e ovviamente Lattococchi
(Galli Volonterio, 2009).
-Funghi e lieviti: la determinazione è stata effettuata solo sui campioni di formaggio a 5
mesi di stagionatura mediante Rosa Bengal Agar + Cloramfenicolo (Oxoid) a 25 °C x 35 giorni (figura 8). Tale analisi quantitativa, utilizzata per la conta delle colonie di muffe
e lieviti eventualmente presenti, è stata seguita dalla identificazione delle specie isolate.
Figura 8- Funghi e lieviti isolati nel formaggio a 5 mesi di stagionatura.
36
- Ricerca di germi produttori di amine biogene
Per quanto riguarda l’individuazione dei germi produttori di AB, i batteri isolati dai
diversi campioni di formaggio a 60 giorni, di formaggio al termine dell’infossamento e
di formaggio di controllo sono stati trapiantati in Tryptone Soy Agar (TSA) (Oxoid) e
successivamente inoculati su micropiastre in terreno “AB-TOTALE”, contenente terreno
“AB-BASE”, composto da calcio carbonato, triptone, lievito (Yeast-estract), sodio
cloruro, piridossal-5-fosfato, destrosio e rosso bromocresolo (indicatore), portato a pH
5,50 e quindi addizionato con miscela di aminoacidi precursori delle principali AB. Le
micropiastre sono state incubate a 30°C per 24 ore, allo scopo di valutare la presenza di
attività decarbossilasica attraverso il viraggio di colore dell’indicatore, che passa dal
rosso al viola in condizioni di alcalinità (produzione di AB), come mostrato nella figura
9 (Niven et al, 1981; Maijala et al, 1993; Roig-Sagués et al, 1997; Bover-Cid et al,
2001).
Figura 9- Inoculazione di germi in micropiastra su terreno “AB-TOTALE” per
l’individuazione dell’attività decarbossilasica.
37
Successivamente sui batteri risultati decarbossilasi positivi in terreno “AB-TOTALE” è
stata eseguita la valutazione qualitativa e semi-quantitativa dell’attività decarbossilasica
verso l’istidina, la tirosina, la lisina e l’ornitina, che ha previsto una nuova semina in
micropiastre, sul terreno base (“AB-BASE”) ma contenente gli aminoacidi
singolarmente, allo scopo di individuare le singole amine prodotte (figura 10).
Figura 10- Inoculazione di germi decarbossilasi-positivi in micropiastra individuale su
terreno “AB-BASE” contenente gli aminoacidi singolarmente.
38
La successiva conferma e quantificazione mediante HPLC delle amine prodotte è stata
effettuata soltanto sui batteri risultati forti produttori di AB. Sui formaggi nei quali il
quantitativo totale di AB è risultato basso, è stata effettuata la sola analisi qualitativa e
semi- quantitativa su micropiastre. A tale scopo, tali batteri sono stati inoculati ciascuno
in una provetta contenente 5 ml di NaCl allo 0,85%, fino ad ottenere una densità pari a 1
McFarland. Di ciascuna sospensione così preparata, 1 ml è stato posto in una provetta
contenente 5 ml di terreno “AB-BASE” (utilizzato come controllo dell’avvenuta
crescita) e 1 ml in una provetta contenente 5 ml di terreno “AB-TOTALE”, entrambi
addizionati successivamente con MgSO 4 , MnSO 4 e FeSO 4 . I tubi così preparati sono
stati incubati a 30 °C per 3-4 giorni, centrifugati a 8.000 rpm per 15 min. a 20 °C e,
quindi, estratti (3 ml di surnatante addizionato col TCA 5%) e derivatizzati, secondo la
metodica precedentemente descritta per la determinazione delle AB.
Infine, l’identificazione dei microrganismi fortemente produttori di AB è stata effettuata
mediante colorazione di Gram, prove biochimiche (KOH, catalasi e ossidasi) e
39
successiva identificazione di specie tramite kit specifici: API Staph, API-Strep e API50CH (Bio-Merieux, Marcy l’Etoile, Francia); Microbact 24E (Oxoid, Milano, Italia);
Rapid STR SYSTEM (Remel, Lenexa, Kansas, USA).
Analogamente a quanto precedentemente riportato per la ricerca delle AB nei campioni
oggetto di studio, la valutazione della capacità di recupero delle AB è stata effettuata,
impiegando la stessa metodica, anche sul terreno contenente le amine prodotte dai
microrganismi, allo scopo di individuare l’eventuale influenza del terreno di coltura
sulle determinazioni analitiche.
Ai fini riassuntivi, la tabella 2 rappresenta un quadro sinottico nel quale sono indicate
tutte le analisi effettuate in entrambe le fasi della ricerca sui diversi campioni oggetto di
studio.
Tabella 2 - Analisi effettuate sui campioni oggetto di studio.
I FASE
Prodotti
reperiti in
commercio
II FASE
Latte
crudo
Latte
pastorizzato
Starter
Cagliata
Formaggio
60gg
caseificio
Formaggio
dopo
infossam.
(90gg)
Formaggio
controllo (60
+ 90gg in
caseificio)
ANALISI CHIMICO-FISICHE
Aw
X
X
X
X
X
X
X
pH
X
X
X
X
X
X
X
Umidità
X
X (RSM)
X (RSM)
X
X
X
X
Proteine (TN x 6,38)
X
X
X
X
X
X
X
NCN (N solubile a pH 4,6)
X
X
X
X
X
X
NPN (N solubile in acqua)
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Grassi
X
Ceneri
X
NaCl
X
ABVT
X
Amine biogene
X
X
X
X
40
ANALISI MICROBIOLOGICHE
CMT
X
X
X
X
X
Enterobatteri
X
X
X
X
X
Coliformi
X
X
X
X
X
E. coli
X
X
X
X
X
Stafilococchi
X
X
X
X
X
S. aureus
X
X
X
X
X
Salmonella spp.
X
X
X
X
X
L. monocytogenes
X
X
X
X
X
Psicrofili
X
X
X
X
X
Lattobacilli
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Lattococchi
Germi produttori di AB
Muffe e Lieviti
X
X
X
41
RISULTATI E DISCUSSIONE
I valori di temperatura rilevati all’interno della fossa hanno mostrato un progressivo
incremento da 19.4°C iniziali a 24.0°C dopo 50 giorni dall’infossamento, per poi
diminuire in maniera altrettanto progressiva fino a raggiungere 20,5°C circa nei giorni
immediatamente
precedenti
l’estrazione.
L’umidità
relativa
è
aumentata
progressivamente dal valore iniziale di 81.7% fino a stabilizzarsi a 99.9% dopo 53 giorni
(Grafico 1).
Grafico 1 - Condizioni microclimatiche della Fossa
42
I risultati delle analisi fisico-chimiche eseguite su campioni di Formaggio di Fossa
reperiti in commercio nella prima fase della ricerca sono riportati nella tabella 3.
Tabella 3 - Caratteristiche fisico-chimiche di alcuni campioni di Formaggio di Fossa
reperiti in commercio (media ± d.s.).
Campioni
Aw
pH
ABVT
(mg/100 g)
Umidità (%) Ceneri (%) Proteine (%) Grassi (%) NaCl (%)
A
0.908±0.004 5.45±0.035
78.25±3.08
29.49±1.26
4.54±0.085
20.86±3.59
32.71±0.23
0.97±0.00
B
0.892±0.002 6.17±0.071
156.89±1.22
32.58±0.41
4.31±0.021
26.95±0.80
32.62±2.37
1.36±0.00
C
0.932±0.040 5.83±0.021
115.74±3.68
30.29±0.59
5.30±0.21
18.88±0.60
26.62±0.82
1.17±0.00
In base ai risultati ottenuti si denota come il Formaggio di Fossa, malgrado la prolungata
maturazione/stagionatura cui va incontro, mostri valori piuttosto elevati di umidità,
come già rilevato da Gobbetti (1999), nonché di Aw. Inoltre, dall’osservazione degli
stessi dati emerge come l’accentuata proteolisi, cui va incontro il formaggio a seguito
della ripresa delle attività enzimatiche all’interno delle fosse e della prolungata
stagionatura (Avellini et al., 1999; Rea et al., 1999), contribuisca alla presenza di elevati
valori di ABVT. Va infine precisato come il limitato contenuto di lipidi sia
presumibilmente legato soprattutto alla trasudazione di sostanze grasse che percolano sul
fondo delle fosse. Proprio per far fronte a questo fenomeno, che avviene costantemente
nel corso della stagionatura (figura 11), queste presentano un fondo conico in grado di
accogliere, al di sotto del pavimento sopraelevato, i liquidi che si formano durante la
maturazione, come già precedentemente accennato.
43
Figura 11- Raccolta sul fondo della fossa, al di sotto del pavimento sopraelevato, del
grasso trasudato dai formaggi nel corso della stagionatura.
Nella tabella 4 sono riportati i risultati delle analisi volte alla ricerca delle AB sugli
stessi campioni.
Tabella 4 - Contenuto in AB (ppm) in campioni di Formaggio di Fossa reperiti in
commercio (media ± d.s.).
Campioni β-Feniletilamina
Putrescina
Cadaverina
Istamina
Tiramina
Spermidina
A
29.02 ± 4.68 96.01 ± 11.84 46.66 ± 8.29 12.70 ± 1.02 583.11 ± 53.52 5.14 ± 0.08
B
409.47 ± 53.22 822.02 ± 91.30 755.38 ± 87.64 98.64 ± 9.15 2086.45 ± 228.10 0.00±0.00
C
396.54 ± 19.49 748.52 ± 81.43 365.53 ± 78.69 1066.53 ± 125.13 1517.94 ± 168.11 0.00±0.00
Spermina
Totali
23.57 ± 1.20 796.21± 37.83
0.00±0.00 4171.95± 469.41
0.00±0.00 4095.06± 472.85
44
Dai risultati si evince come in tutti i campioni l’amina maggiormente presente sia la
tiramina, considerata di più frequente riscontro in tali prodotti, tanto da essere
considerata quasi “tipica” dei formaggi. Inoltre, si notano differenze evidenti tra i vari
prodotti. Nel campione A il quantitativo totale di amine risulta essere limitato e quasi
completamente ascrivibile alla tiramina. Nei campioni B e C, invece, le amine, presenti
in quantitativi estremamente elevati, mostrano una concentrazione totale simile ma
diversamente ripartita. In questi ultimi prodotti risultano particolarmente elevati
soprattutto i valori di tiramina, notevolmente superiori alla potenziale soglia di tossicità
di 800 ppm (Brink et al.,1990; Nout, 1994), ma anche di putrescina, cadaverina e βfeniletilamina. Diversamente distribuita tra i formaggi analizzati appare, invece,
l’istamina. Infatti, la quantità di tale composto risulta molto bassa nel campione A,
mentre nel campione B è inferiore a 100 ppm, concentrazione considerata
potenzialmente pericolosa. Nel campione C l’istamina rappresenta l’amina più cospicua
dopo la tiramina, raggiungendo un valore estremamente elevato, tale da poter
considerare il prodotto in esame pericoloso per la salute del consumatore, tanto più alla
luce della contemporanea presenza in esso di elevatissime concentrazioni di altre AB (in
particolare della tiramina), in grado di potenziarne la tossicità. Per quanto attiene invece
alla presenza delle amine spermina e spermidina, queste non sono state rilevate, se non
in tracce, nel campione A. Nel complesso, i valori totali di amine estremamente elevati
riscontrati nei formaggi B e C possono essere considerati riconducibili all’accentuata
proteolisi cui va incontro il prodotto durante la sua permanenza nella fossa e già
chiamata in causa a proposito degli elevati valori di ABVT riscontrati negli stessi
campioni. L’estrema differenza nel contenuto di AB tra il campione A e gli altri due
campioni (B e C) non appare riconducibile all’impiego o meno di latte pastorizzato,
utilizzato, infatti, secondo quanto riportato in etichetta, sia nel prodotto A che nel
prodotto B, ma non indicato nel prodotto C. Ciò potrebbe, pertanto, far ipotizzare
problemi igienico-sanitari e/o tecnologici nelle varie fasi di produzione.
45
I risultati relativi alla prima fase della ricerca, oltre ad essere in accordo con quanto
descritto in letteratura relativamente alle principali caratteristiche chimico-fisiche del
Formaggio di Fossa, si sono rivelati di notevole supporto a quanto ipotizzato nelle
premesse relative alla sperimentazione, dimostrando che la presenza di AB rappresenta
realmente un aspetto di particolare importanza in questo prodotto.
Per quanto riguarda la seconda fase della sperimentazione, i dati relativi alle
determinazioni fisico-chimiche dei campioni sono riportati nella tabella 5.
Tabella 5 - Risultati delle analisi chimico-fisiche dei campioni oggetto della seconda
fase della ricerca (media ± d.s.).
UMIDITA' CENERI
(%)
(%)
PROTEINE
(%)
GRASSI
(%)
[Lattosio]
(%)
0.81+0.01
5.96+0.13
6.40+0.12
[4.1]
83.32+0.01
0.82+0,00
5.48+0.09
6.79+0.09
6.96+0.01
61.47+0.18
2.29+0.01
18.21+1.04
0.93+0.00
5.19+0.03
39.64+0.03
4.67+0.01
For. Fossa
0.92+0.00
5.54+0.02
37.21+0.11
Controllo
0.91+0.00
5.26+0.02
31.12+0.11
CAMPIONI
Aw
pH
Latte Crudo
/
7.25+0.00
83.35+0.01
Latte Past.
/
7.30+0.00
Cagliata
0.98+0.07
For. 2 mesi
RSM
(%)
NCN
(%)
NPN
(%)
NaCl
(%)
10.25+0.11 0.20+0.00
0.05+0.00
/
[4.1]
9.88+0.11
0.19+0.00
0.06+0.01
/
18.03+0.18
/
/
0.13+0.00
0.09+0.02
/
20.71+2.54
34.98+0.26
/
/
0.43+0.00
0.34+0.00 1.83+0.00
4.19+0.02
24.65+1.83
33.95+0.19
/
/
1.17+0.01
0.82+0.02 1.17+0.00
5.49+0.01
21.08+2.16
42.31+0.13
/
/
0.62+0.00
0.44+0.00 1.78+0.00
Si può osservare come le caratteristiche chimiche del latte crudo rispecchino i requisiti
previsti dal disciplinare di produzione in termini di contenuto in grasso (≥ 6.0%) e
proteine (≥ 5.4%), affinché la materia prima possa essere destinata alla produzione del
Formaggio di Fossa DOP. I valori di Aw hanno mostrato una normale progressiva
diminuzione a partire dalla cagliata fino al prodotto finito, così come anche i valori
relativi all’umidità.
Il pH, diminuito nettamente rispetto alla cagliata dopo due mesi di stagionatura, ha
mostrato un leggero aumento nel prodotto di controllo e, in maniera ancora più evidente,
46
nel formaggio infossato. Tale aumento, che avviene normalmente nei formaggi a
stagionatura medio-lunga nelle ultime fasi di maturazione per l’accumulo di composti
azotati, è risultato notevolmente più marcato nel Formaggio di Fossa verosimilmente a
causa della maggior concentrazione in quest’ultimo di composti azotati di origine
proteolitica, prodotti a seguito della ripresa delle attività microbiche nel corso
dell’infossamento.
In conseguenza della progressiva diminuzione dell’umidità, nel formaggio stagionato
due mesi in caseificio le proteine sono risultate aumentate rispetto alla cagliata, con un
ulteriore lieve incremento nel formaggio di controllo (stagionato 5 mesi nel caseificio).
Nel formaggio infossato tale aumento è apparso più evidente, anche in conseguenza
dell’accentuata perdita di grassi. Infatti, netta è risultata la differenza nel contenuto
lipidico tra il formaggio di controllo (42.31%) e quello infossato (33.95%), per le ragioni
già precedentemente riportate.
Le concentrazioni di AB rilevate negli stessi campioni sono riportati nella tabella (tab.6).
Nella figura 12 sono riportati in forma grafica gli andamenti delle singole AB e del
contenuto complessivo di queste nel corso della seconda fase della sperimentazione.
Tabella 6 - Contenuto di AB (ppm) nei campioni oggetto della seconda fase della ricerca
(media ± d.s.).
Campioni
B-Feniletilamina
Latte crudo
Latte past
Cagliata
Form. 2 mesi
Form. Fossa
0
0
0
0
173.01± 39.13
Controllo
0
Putrescina
31.92±4.99
32.52±1.60
27.01±4.24
Cadaverina
Istamina
Tiramina
Spermidina
20.78±1.82
579.6± 0.88
0
0
0
0
1302.86± 5.02
0
0
0
0
24.11± 10.06
0
0
0
14.89±1.40
461.62± 11.99
0
0
0
0
16.49± 0.31
18.57± 0.03
0
0
24.92± 0.18
0
Spermina
9.41±13.31
Totali
26.38±0.14
0
41.33±8.32
32.52±1.60
46.02±4.52
62.04±2.27
2557.69± 32.16
27.58± 0.02
71.07± 2.55
0
19.01±0.28
47
Figura 8- Andamento della concentrazione di AB totali (A), β-Feniletilamina (B),
Putrescina (C), Cadaverina (D), Istamina (E), Tiramina (F), Spermidina (G) e Spermina
(H) nei campioni nel corso della seconda fase della ricerca.
A
B
48
C
D
49
E
F
50
G
H
51
Come si può osservare nella tabella 6, il contenuto totale in AB è rimasto trascurabile
fino a due mesi di maturazione. A questo punto della stagionatura, infatti, si sono
riscontrate soltanto esigue quantità di amine, peraltro non pericolose, quali la spermina e
la putrescina, il cui valore è rimasto più o meno costante nei campioni di latte, cagliata e
formaggio a due mesi di maturazione. In quest’ultimo, la tiramina, invece, ha fatto la sua
comparsa, aumentando poi nelle ultime fasi, in particolare nel formaggio al termine
dell’infossamento. Pertanto, l’aumento nettamente più marcato delle amine si è avuto a
partire dai due mesi di maturazione. Evidente appare inoltre la differenza tra il contenuto
di AB nel formaggio infossato e in quello di controllo. Il formaggio infossato ha
mostrato un contenuto totale medio notevolmente superiore rispetto al formaggio di
controllo. In particolare, mentre in quest’ultimo sono state rilevate esclusivamente
putrescina, tiramina e spermina, peraltro in piccole quantità, nel Formaggio di Fossa
tutte le AB ricercate hanno evidenziato elevate concentrazioni, ad eccezione
dell’istamina, scarsamente presente, e della spermina, completamente assente.
La ripresa delle attività enzimatiche proteolitiche, derivante dalle particolari condizioni
presenti all’interno della fossa, rappresenta la causa più probabile non solo degli elevati
valori delle frazioni azotate riscontrati (NCN e NPN), ma anche del notevole
quantitativo di AB totali, come già precedentemente evidenziato. Malgrado ciò, il
Formaggio di Fossa oggetto di studio può essere considerato sicuro dal punto di vista
igienico-sanitario, in conseguenza del basso valore di istamina rilevato. Ancora, in tale
prodotto la tiramina, che, come precedentemente ricordato, rappresenta l’amina più
caratteristica dei formaggi, sebbene ben rappresentata, mostra un valore al di sotto del
limite di tossicità. Gli studi microbiologici, inoltre, dai quali è emersa l’assenza di germi
patogeni, corroborano tale tesi e scongiurano altresì l’ipotesi di una scarsa igiene delle
lavorazioni e/o delle materie prime impiegate, cui altrimenti si potrebbero ascrivere gli
elevati valori totali di AB riscontrati. Il dato viene ulteriormente suffragato dal rilievo di
bassi quantitativi di AB rilevati nel formaggio di controllo, come mostrato in tabella.
52
Le percentuali di recupero delle AB nei campioni oggetto della seconda fase della
ricerca sono risultate soddisfacenti, con valori medi compresi fra 93.27%
per la
putrescina e 108.08% per la β-feniletilamina, come riportato in tabella 7.
Tabella 7- Percentuale di recupero delle AB valutata nella cagliata e nel formaggio a 5
mesi di stagionatura.
Recupero (%)
B-FEN
PUT
CAD
IST
TIR
SPD
SPM
CAGLIATA
108.08
93.27
100.57
100.93
103.76
103.02
97.20
FORM.5 MESI
106.26
101.48
100.56
99.90
94.36
103.94
95.47
Ancora, come si può evidenziare, la percentuale di recupero delle diverse AB risulta
ampiamente superiore a 88%, valore indicato come limite soddisfacente (HernàndezJover, 1996), confermando l’estrema versatilità della metodica impiegata (Rea et al.,
2008).
Lo studio ha il duplice scopo di realizzare una caratterizzazione fisico-chimica del
Formaggio di Fossa, soprattutto attraverso la ricerca delle AB, ed una caratterizzazione
microbiologica. In particolare, la determinazione delle AB appare ancora più importante
se si considera l’assenza in letteratura di studi effettuati, e tanto più se si considera il
fatto che ad esse si può attribuire un ruolo fondamentale nella formazione delle spiccate
caratteristiche in aroma, odore e sapore del prodotto oggetto di studio.
Le condizioni microambientali della fossa (temperatura piuttosto elevata e costante,
umidità elevata e anaerobiosi), che favoriscono i processi degradativi dei costituenti
proteici, si sono dimostrate tali da determinare anche un evidente incremento della
concentrazione di AB, in particolare di cadaverina, putrescina e tiramina. Tale dato
appare compatibile con il profilo aminoacidico delle caseine e delle sieroproteine del
latte, notoriamente caratterizzato dalla prevalenza di lisina, glutamina e tirosina
53
(Salvadori del Prato, 2001; Cantarelli, 1984), rispettivi precursori delle suddette AB.
Tuttavia, la concentrazione di tiramina rilevata nel Formaggio di Fossa risulta
ampiamente compresa entro 800 ppm, considerato come limite di tossicità da alcuni
autori (Brink et al.,1990; Nout, 1994), mentre come valore massimo compatibile con le
GMP da altri (Shalaby, 1996).
Nella tabella 8 sono riportati i dati microbiologici rilevati nei campioni oggetto della
seconda fase della ricerca. Nella figura 13 sono riportati in forma grafica i valori relativi
ai singoli parametri rilevati negli stessi campioni.
Tabella 8 - Risultati microbiologici nei campioni oggetto della seconda fase della
ricerca, log (UFC/g).
Microrganismi
Enterobacteriaceae
E.Coli
Coliformi (non E. coli)
Lattobacilli
Psicrofili
LATTE
CAGLIATA FORM. 2 MESI
3.5 x10^3
2.9 x10^3
2.3x10^3
3.9 x10^3
2.7 x10
0
2.3 x10^8
2.5 x10^7
2 x10^3
3.2 x10^7
FOSSA
/
<10
1.2 x10^2
2.7 x10^7
3.9 x10^6
CASEIFICIO
/
9.4 x10
1.6 x10^3
<10
4 x10^5
1.3 x10
<10
<10
8.5 x10^2
1.8 x10^3
Conta Mesofila Totale
7.2 x10^3
2.3 x10^8
1 x10^8
3.8 x10^6
<10
Lattococchi
/
/
5.2x10^7
4.7 x10^6
<10
Stafilococchi (non S. aureus)
<10
<10
3x10
1.2 x10^3
1.4 x10^4
54
Figura 13- Grafici relativi ai risultati microbiologici (A: CMT; B: Lattobacilli; C:
Lattococchi; D: Coliformi; E: E. coli; F: Psicrofili; G: Staphylococcus spp non aureus;
H: Enterobatteri) ottenuti nei campioni oggetto della seconda fase della ricerca, log
(UFC/g).
A
55
B
C
56
D
E
57
F
G
58
H
Per quanto riguarda le Enterobacteriaceae nel Formaggio di Fossa e nel formaggio di
controllo, si sono verificati alcuni inconvenienti che non hanno consentito una
determinazione attendibile di tale parametro, i cui dati non sono stati pertanto illustrati.
Tra i dati riferiti nella tabella 8 sono riportati i risultati delle analisi microbiologiche
eseguite sul latte pastorizzato e sulla cagliata. Come è possibile osservare, i lattobacilli e
i germi psicrofili sono apparsi naturalmente abbondanti nella cagliata, verosimilmente a
seguito dell’aggiunta degli starter.
Nella cagliata i valori di E. coli, germe a cui sembrano pressoché esclusivamente
ascrivibili i dati relativi alla popolazione delle Enterobacteriaceae, sono risultati
rilevanti, nonostante il latte sia stato sottoposto a pastorizzazione, probabilmente a causa
di condizioni igieniche non ottimali nella produzione (contaminazione di attrezzature,
personale, ecc). Tuttavia, appare importante precisare che la determinazione di questo
59
germe, condotta in parallelo dall’azienda di produzione in regime di autocontrollo sugli
stessi campioni, ha dato risultati differenti, essendo stati rilevati valori inferiori a 100
UFC/g. I coliformi (non E. coli) rilevati in latte e cagliata sono apparsi presenti in
quantità estremamente esigue. Inoltre, come appare dai dati microbiologici relativi ai
campioni di formaggio a 2 mesi di maturazione, al formaggio al termine
dell’infossamento e al formaggio di controllo, in accordo con quanto ci si attendeva,
durante la maturazione è avvenuta una generale diminuzione di microrganismi
ascrivibili ad E. coli e coliformi (non E. coli), rispetto ai valori riscontrati nel latte e
nella cagliata. Tali valori sono risultati peraltro quasi nulli nei formaggi infossati. Questi
dati denotano un’azione estremamente positiva dal punto di vista igienico-sanitario da
parte della fossa su tali microrganismi, in considerazione del fatto che nei formaggi di
controllo tale dato si attestava a valori compresi tra 94 e 1600 UFC/g.
Rispetto alla cagliata, nella quale sono risultati pari a 14.9-37.5 x 107 log (UFC/g) a
seguito dell’aggiunta degli starter, lattobacilli e lattococchi (e di conseguenza la conta
mesofila totale, che riflette in questo caso principalmente i batteri lattici) sono diminuiti
nei formaggi stagionati 2 mesi in caseificio (3.8-21.5 x 107 log UFC/g). Tale
diminuzione è risultata di lieve entità (106 log UFC/g circa) nei formaggi infossati,
mentre nei formaggi di controllo si è rivelata molto più accentuata (valori compresi tra 0
e 10 UFC/g circa), a causa della naturale evoluzione della maturazione-stagionatura, che
ha determinato l’instaurazione di condizioni tali da ostacolare l’attività microbica.
Quest’ultimo dato testimonia come le caratteristiche finali del prodotto siano dovute
soprattutto alla ripresa della fermentazione, che avviene durante i 3 mesi che il
formaggio trascorre all’interno della fossa.
Per quanto attiene ai germi psicrofili, naturalmente abbondanti nella cagliata, questi
diminuiscono nel formaggio dopo 2 mesi di stagionatura in caseificio (valori pari a 107
log UFC/g circa), per ridursi ulteriormente nei formaggio di controllo (105 log UFC/g),
mentre risultano aumentati nei formaggi infossati.
60
Analogamente a quanto riportato da alcuni autori (Avellini et al., 1999; Rea et al., 1999;
Gobbetti et al., 1999) è stata ricercata l’eventuale presenza di germi patogeni e di germi
indicatori di carenza di igiene, quali Listeria monocytogenes, Salmonella spp., S. aureus,
E. coli, enterobatteri, coliformi, enterococchi.
Nonostante il ricorso alla pastorizzazione, è stato rilevato un successivo aumento degli
stafilococchi (spp), verosimilmente a causa delle manipolazioni eseguite durante la
rottura della cagliata e l’ immissione della stessa negli stampi, in accordo con Avellini et
al. (1999), Rea et al. (1999) e Gobbetti et al. (1999).
Lo studio dei germi patogeni in questo prodotto appare di estrema importanza, se si
considera il fatto che durante la prima maturazione in caseificio sulla superficie del
formaggio crescono muffe responsabili dell’innalzamento del pH verso la neutralità, che
si manifestano sotto forma di striature rossastre. Tale strato superficiale può
rappresentare un pabulum per batteri patogeni eventualmente presenti, come salmonelle
e L. monocytogenes, sebbene tali microrganismi a tutt’oggi non siano mai stati segnalati
in questo prodotto. Durante il successivo infossamento, grazie ad una temperatura della
fossa elevata e costante, il formaggio trasuda e libera sostanze grasse, che si depositano
sulla superficie esterna. Questo fenomeno, grazie anche all’assenza di ossigeno che si
viene ben presto ad instaurare all’interno della fossa, protegge il prodotto dallo sviluppo
di altre muffe, impedendo un’ulteriore apprezzabile innalzamento del pH. Qualora nella
fase di maturazione in caseificio si fossero sviluppati batteri patogeni come L.
monocytogenes, nella fase successiva la copertura della superficie da parte del grasso
trasudato potrebbe favorirne lo sviluppo o quantomeno garantirne la vitalità, essendo
noto come la resistenza del germe risulti maggiore in presenza di sostanze grasse, che
svolgerebbero nei suoi confronti un’azione di protezione.
Sono state pertanto effettuate analisi rivolte allo studio dei lieviti e delle muffe. Nella
figura 14 sono riportati sotto forma di tabella (A) e di grafico (B) i dati relativi alla loro
presenza sul prodotto finito (Formaggio di Fossa e formaggio di controllo).
61
Figura 14- Tabella (A) e grafico (B) dei risultati microbiologici relativi a muffe e lieviti
nel Formaggio di Fossa e nel formaggio di controllo, log (UFC/g).
A
Muffe e Lieviti
Fossa
<10
Caseificio
6.5 x 103
B
In analogia con quanto riportato in letteratura, è stato osservato che nel formaggio di
controllo stagionato 5 mesi in caseificio si è avuto uno sviluppo cospicuo sia dei lieviti
che delle muffe, mentre nella fossa, grazie all’aumento della temperatura e la
conseguente formazione di uno strato superficiale di grasso per trasudazione e grazie
anche alle condizioni di anaerobiosi, si è avuta l’inibizione del loro sviluppo (Gobbetti et
al., 1999).
La successiva identificazione delle specie fungine isolate ha permesso di rilevare sul
formaggio maturato in toto in caseificio la presenza di 6 specie di Penicillium (fig.15)
(P. lanosogriseum, P. frequentans, P. expansum, P. lanosocoeruleum, P. chrysogenum,
62
P. nalgiovensis ) e di un lievito (Saccaromyces cerevisae) (fig.16), mentre muffe e lieviti
sono risultati praticamente assenti nel Formaggio di Fossa.
Figura 15- Immagini macroscopiche e microscopiche dei penicilli isolati dal formaggio
di controllo.
P. lanoso-griseum
63
P. chrysogenum
64
P. nalgiovensis
P. expansum
P. frequentans
65
Figura 16- Immagine macroscopica (A) e microscopica (B) del lievito (S. cerevisae)
isolato dal formaggio di controllo.
A
B
Per quanto riguarda lo studio rivolto all’approfondimento della correlazione fra
microrganismi isolati e attività decarbossilasica, sono stati sottoposti ad analisi qualiquantitativa e successiva identificazione lattococchi, lattobacilli, E.coli, coliformi,
stafilococchi e germi psicrofili, nonché gli starter impiegati nella caseificazione, allo
scopo di evidenziare le popolazioni batteriche eventualmente coinvolte nella produzione
di AB.
Nei campioni nei quali la produzione di AB, nonché l’attività decarbossilasica dei batteri
isolati, è risultata debole nella prova in micropiastra, non sono state effettuate né
l’analisi quantitativa mediante HPLC, né l’identificazione dei germi. Pertanto, come si
evince dai dati complessivi riassunti nella tabella 6, tali determinazioni si sono rivelate
opportune soltanto nei campioni di Formaggio di Fossa. Tuttavia, si è deciso di
estendere tali analisi anche ai campioni di formaggio a 2 mesi di maturazione per poter
meglio valutare l’effetto dell’infossamento sui microrganismi produttori di AB.
66
Nelle tabelle 9 e 10 sono riportati i valori di AB prodotte dai batteri lattici maggiori
produttori isolati rispettivamente dal formaggio a 2 mesi di stagionatura e dal Formaggio
di Fossa.
Tab. 9 - AB (ppm) prodotte da alcuni batteri lattici isolati nel formaggio a 2 mesi di
stagionatura (media ± d.s.).
Batteri
β-Feniletilamina
Putrescina
Cadaverina
Istamina
Tiramina
Lactobacillus spp
0.00±0.00
0.00±0.00
0.00±0.00
0.00±0.00
365.05± 0.67
Lactobacillus spp
0.00±0.00
714.97± 3.54
704.91± 6.15
Spermidina
Spermina
0.00±0.00 12.32± 3.88
Totali
377.36± 4.56
4.38± 0.10 301.39± 0.21
0.00±0.00 10.33± 1.07 1735.99± 10.64
Lactobacillus spp
0.00±0.00
0.00±0.00
0.00±0.00
0.00±0.00
291.30± 0.35
0.00±0.00 14.12± 4.64
305.43± 4.30
Lactobacillus Plantarum
0.00±0.00
0.00±0.00
0.00±0.00
60.98± 0.67
85.22± 0.12
0.00±0.00 12.60± 2.49
158.79± 3.28
Lactococcus spp
18.99± 0.03
841.66± 8.00
23.42± 0.04
0.00±0.00
695.29± 3.80
0.00±0.00
1.22± 0.37 1580.58± 12.24
Lactococcus spp
0.00±0.00
17.06± 0.99
25.60± 1.19
2.62± 0.12
8.90± 0.08
0.00±0.00
0.00±0.00
54.18± 2.38
1432.75± 8.74
Enterococcus faecalis
0.00±0.00
775.44± 11.61
15.42± 1.35
0.00±0.00
641.89± 4.21
0.00±0.00
0.00±0.00
Enterococcus faecalis
16.67± 0.69
758.13± 22.37
51.02± 0.07
0.00±0.00
618.12± 6.71
0.00±0.00
1.92± 1.40 1445.86± 31.25
Tab. 10 - AB (ppm) prodotte da alcuni batteri lattici isolati dal Formaggio di Fossa
(media ± d.s.).
Batteri
β-Feniletilamina
Putrescina
Cadaverina
Istamina
Tiramina
Spermidina
Spermina
Lactobacillus spp
0.00± 0.00
827.14± 0.20
48.25± 0.00
0.00± 0.00
371.62± 0.22 0.00± 0.00
Lactobacillus spp
0.00± 0.00
756.39± 30.43
34.07± 0.43
0.00± 0.00
292.48± 8.65 0.00± 0.00 13.38± 1.94
Lactobacillus lactis
11.86± 0.15
548.99± 6.16
23.53± 0.20
0.00± 0.00
142.92± 1.12 0.00± 0.00
Lactococcus spp
10.86± 0.40
0.00± 0.00
0.00± 0.00
2.02± 0.20
606.10± 6.52 1.55± 2.19 25.43± 31.67
Lactococcus spp
0.00± 0.00
150.00± 1.96
439.25± 5.64
0.00± 0.00
636.61± 9.71 0.00± 0.00
Lactococcus spp
0.00± 0.00
Leuconostoc lactis lactis
0.00± 0.00
23.34± 18.95 510.50± 271.40
804.20± 43.38
26.14± 2.78
0.00± 0.00
0.00± 0.00
9.08± 0.18
5.78± 0.36
0.00± 0.00
0.00± 0.00 0.00± 0.00 14.38± 14.18
634.79± 7.82 0.00± 0.00
0.00± 0.00
Totale
1256.09± 0.60
1096.32± 37.56
733.09± 7.99
645.96± 22.77
1225.86± 474.35
548.22± 302.23
1465.12± 568.03
67
Nel formaggio a due mesi di stagionatura è stato isolato Lactobacillus plantarum ed è
stato appurato, in accordo coi dati bibliografici (Leuschner et al, 1998) che questo
microrganismo possiede attività istidino-decarbossilasica palesata in terreni addizionati
con aminoacidi (Tabella 9). Tuttavia, tale attività si è rivelata estremamente limitata
nelle condizioni impiegate nel presente studio. La scarsa capacità di produzione di
istamina risulta confermata anche dalle concentrazioni estremamente ridotte di tale
amina riscontrate nel Formaggio di Fossa.
Per quanto riguarda la tiramina, Bover-Cid et al. (2001) hanno descritto come forti
produttori di questa sostanza i batteri lattici in genere, ed in particolar modo gli
enterococchi. Alcuni batteri lattici, però, hanno dimostrato anche una forte attività
decarbossilasica, con produzione di altre amine aromatiche, come la feniletilamina, la
triptamina e, in misura minore, le diamine putrescina e cadaverina, in accordo con
quanto riportato nel presente studio, eccetto per quanto attiene alla produzione di
feniletilamina che è risultata essere bassa.
Gli enterococchi sono sovente presenti in quantità elevate in molti formaggi (Cogan,
2004 ) poiché fanno parte della naturale microflora starter termodurica del latte e del
siero, sono alotolleranti (6,5% NaCl) e svolgono un ruolo positivo nella stagionatura di
molti formaggi, essendo psicrotrofi, saccarolitici e proteolitici (Galli Volonterio, 2009).
Essi sono ritenuti importanti anche nello sviluppo del sapore. Secondo alcuni autori,
cariche molto elevate (> 108 log UFC/g negli alimenti) potrebbero causare intossicazioni
per la loro capacità di produrre AB quali istamina e tiramina (Galli Volonterio, 2009).
Le specie più importanti sono considerate E. faecalis ed E. faecium. Quest’ultimo è stato
isolato ed identificato come produttore di tiramina da Roig-Sagués et at (1997), e
Landete et al. (2007) ha saggiato la medesima attività anche in E. faecalis. Nel presente
studio è stata evidenziata presenza di attività decarbossilasica a carico di E. faecalis, il
quale ha mostrato la capacità di produrre quantità apprezzabili di tiramina ed anche di
putrescina (tabella 9).
68
Nelle tabelle 11 e 12 sono riportati i dati relativi alla produzione di AB da parte dei
germi psicrofili che hanno mostrato una maggiore attività decarbossilasica, isolati
rispettivamente dal formaggio a 2 mesi di stagionatura e dal Formaggio di Fossa.
Tab. 11- AB (ppm) prodotte da germi psicrofili isolati nel formaggio a 2 mesi di
stagionatura (media ± d.s.).
Batteri
β-Feniletilamina Putrescina Cadaverina
Istamina
Tiramina
Spermidina
Spermina
Totali
Germi psicrofili
Germi psicrofili
0.00±0.00
0.00±0.00
0.00±0.00
0.00±0.00
0.00±0.00
0.00±0.00
0.00±0.00
0.00±0.00
11.04± 0.30
9.94± 0.49
0.00±0.00
0.00±0.00
32.86± 8.47
27.76± 6.19
43.90± 8.17
37.70± 6.67
Germi psicrofili
0.00±0.00
0.00±0.00
0.00±0.00
0.00±0.00
0.00±0.00
0.00±0.00
52.80± 5.48
52.80± 5.48
Tab. 12- AB (ppm) prodotte di germi psicrofili isolati nel Formaggio di Fossa (media ±
d.s.).
Campioni
β-Feniletilamina
Putrescina
Cadaverina
Istamina
Tiramina
Spermidina
Spermina
Totale
Germi psicrofili
Germi psicrofili
0.00±0.00
9.54± 1.43
0.00±0.00
0.00±0.00
0.00±0.00
0.00±0.00
0.00±0.00
4.29± 1.02
4.24± 1.04
0.00±0.00
0.00±0.00
0.00±0.00
17.82± 1.13
31.97± 20.53
22.07± 2.17
45.80± 20.94
Germi psicrofili
0.00±0.00
0.00±0.00
0.00±0.00
0.00±0.00
0.00±0.00
1.55± 0.11
19.00± 0.64
20.55± 0.75
Per quanto riguarda i germi psicrofili, non è stata effettuata alcuna identificazione
poiché risultati, come mostrato nelle tabelle sopra riportate, germi poco produttori di
AB.
Nelle tabelle 13 e 14 sono riportati i dati relativi alla produzione di AB da parte dei
germi maggiori produttori appartenenti al gruppo dei coliformi, isolati rispettivamente
dal formaggio a 2 mesi di stagionatura e dal Formaggio di Fossa.
Tab. 13- AB (ppm) prodotte da coliformi isolati nel formaggio a 2 mesi di stagionatura
(media ± d.s.).
69
Batteri
β-Feniletilamina
Coliformi
0.00±0.00
Citrobacter brakii
Putrescina
734.05± 3.83 498.82± 0.95
11.87± 0.23
Coliformi
0.00±0.00
Cadaverina
0.00±0.00
0.00±0.00
677.07± 1.06 334.11± 0.20
Istamina
Tiramina
Spermidina
Spermina
Totali
0.00±0.00
461.32± 0.56
0.00±0.00
4.89± 0.41 1699.08± 4.63
53.4± 0.15
568.64± 2.16
0.00±0.00
0.00±0.00
0.00±0.00
272.58± 1.21
0.00±0.00
633.95± 2.53
21.78± 0.25 1305.54± 0.30
Tab. 14- AB (ppm) prodotte da coliformi isolati nel Formaggio di Fossa (media ± d.s.).
β-Feniletilamina
Batteri
Putrescina
Cadaverina
Coliformi
0.00±
0.00
1404.64± 5.07
Coliformi
0.00±
0.00
1417.75± 12.71
Coliformi
0.00±
0.00
76.81± 0.03
Istamina
Tiramina
Spermidina
Spermina
Totale
180.99± 0.25 0.00± 0.00 1051.13± 0.40 0.00± 0.00 0.00± 0.00
2636.75±5.22
422.99± 0.83 0.00± 0.00 1123.34± 5.03 0.00± 0.00 0.00± 0.00 2964.08±18.57
1065.05± 4.25 0.00± 0.00 706.53± 0.69 0.00± 0.00 0.00± 0.00 1848.39±3.60
Nelle tabelle 15 e 16 sono riportati i dati relativi alla produzione di AB da parte di alcuni
E.coli isolati rispettivamente dal formaggio a 2 mesi di stagionatura e dal Formaggio di
Fossa.
Tab. 15- AB (ppm) prodotte da E.coli isolati nel formaggio a 2 mesi di stagionatura
(media ± d.s.).
Batteri β-Feniletilamina
E. coli
0.00±0.00
E. coli
15.18± 0.63
E. coli
0.00±0.00
Putrescina
Cadaverina
Istamina
Tiramina
Spermidina
Spermina
Totali
0.00±0.00
0.00±0.00
0.00±0.00
622.53± 6.21
0.00±0.00
0.00±0.00
622.53± 6.21
751.26± 35.46
16.21± 0.14
0.00±0.00
602.31± 11.94
0.00±0.00
1.77± 0.09
1386.73± 47.00
0.00±0.00
0.00±0.00
68.22± 1.75
508.90± 2.72
0.00±0.00
2.45± 0.41
579.57± 4.88
Tab. 16- AB (ppm) prodotte da E. coli isolati nel Formaggio di Fossa (media ± d.s.).
70
Batteri β-Feniletilamina
Putrescina
Cadaverina
E.coli
0.00± 0.00
1216.16± 8.96
50.19± 0.49
E.coli
0.00± 0.00
83.37± 0.16
1077.05± 5.06
E.coli
0.00± 0.00
696.74± 21.52
Istamina
Tiramina
Spermidina
Spermina
0.00± 0.00 631.67± 17.21 0.00± 0.00 17.65± 9.17
0.00± 0.00 497.16± 0.15
0.00± 0.00
543.46± 13.88 4.63± 0.12 563.46± 7.17
0.00± 0.00
Totale
1915.67±0.42
0.00± 0.00
1657.58±5.07
0.00± 0.00 1808.28±42.71
Roig-Sagués et at (1997) e Landete et al. (2007) hanno segnalato un’intensa attività
decarbossilasica verso gli aminoacidi precursori di putrescina e cadaverina
(rispettivamente ornitina e lisina) da parte dei microrganismi appartenenti alla famiglia
Enterobacteriaceae, in accordo con quanto rivelato nel presente studio circa i coliformi
e gli E. coli saggiati, come si può vedere nelle tabelle 13, 14, 15 e 16, dove peraltro si
evince anche che i microrganismi analizzati nella presente ricerca possiedono altresì
un’accentuata attività tirosino-decarbossilasica.
Come riportato nella tabella 13 ed in accordo con quanto osservato anche da Landete et
al. (2007) l’unico produttore di istamina del gruppo dei coliformi è risultato il
Citrobacter Braakii.
Nelle tabelle 17 e 18 sono riportati i dati relativi alla produzione di AB da parte di germi
appartenenti al genere Staphylococcus isolati rispettivamente dal formaggio a 2 mesi di
stagionatura e dal Formaggio di Fossa.
Tab. 17- AB (ppm) prodotte da germi appartenenti al genere Staphylococcus isolati nel
Formaggio a 2 mesi (media ± d.s.).
Batteri
β-Feniletilamina
Putrescina
Cadaverina
Istamina
Tiramina
Spermidina
Spermina
Staphylococcus spp
0.00±0.00
18.55± 1.41
357.90± 0.63
0.00±0.00
371.92± 0.63
0.00±0.00
7.85± 0.57
756.23±
3.24
Stap. xylosus
0.00±0.00
48.76± 0.22
379.46± 1.49
0.00±0.00
412.49± 1.02
0.00±0.00
4.85± 0.10
845.56±
2.39
Stap. xylosus
0.00±0.00
0.00±0.00
0.00±0.00
0.00±0.00
623.90± 16.45
0.00±0.00
0.00±0.00
623.90±
16.45
Totali
71
Tab. 17- AB (ppm) prodotte da germi appartenenti al genere Staphylococcus isolati nel
Formaggio di Fossa (media ± d.s.).
Batteri
β-Feniletilamina
Stap. warnery
0.00± 0.00
Stap. saphrofiticus
13.38± 0.83
Putrescina
695.79± 4.29
Cadaverina
Istamina
Tiramina
Spermidina
Spermina
Totale
16.14± 0.43 0.00± 0.00 0.00± 0.00 0.00± 0.00
8.79± 2.35
720.72±6.21
0.00±
0.00
0.00±
0.00
0.00±
0.00
694.61± 29.84 41.70± 0.17
22.77± 10.66 772.46±41.51
Gli stafilococchi isolati appartengono a specie saprofite e coagulasi negative. Staph.
warnery risulta meno frequente rispetto a Staph. saphrofiticus. Le specie saprofite sono
in genere molto importanti nella stagionatura dei salami fermentati e nella maturazione
centripeta di alcuni formaggi a crosta fiorita con patina (es. Taleggio) (Galli Volonterio,
2009). Nel presente studio le specie isolate hanno mostrato attività ornitino, lisino e
tirosina decarbossilasica variabile, mentre in letteratura sono riportati dati circa
un’intensa attività lisino e istamino decarbossilasica, da parte di Staphylococcus aureus
e Staphylococcus spp (Landete et al, 2007; De las Rivas et al, 2007).
Nella tabella 19 sono riportati i dati relativi alla produzione di AB da parte di alcuni dei
microrganismi starter impiegati nella fabbricazione del Formaggio di Fossa.
Tab. 19- AB (ppm) prodotte dai microrganismi starter impiegati nella fabbricazione del
Formaggio di Fossa (media ± d.s.).
Starter
β-Feniletilamina Putrescina Cadaverina
Lactococcus spp
0.00± 0.00
Streptococcus thermophilus
0.00± 0.00
Istamina
Tiramina
Spermidina
Spermina
Totale
0.00± 0.00 0.00± 0.00 0.00± 0.00
0.00± 0.00 0.00± 0.00 47.90± 15.11 47.90±15.11
0.00± 0.00 0.00± 0.00 0.00± 0.00 192.91± 17.08 0.00± 0.00 23.66± 3.09 216.58±13.99
72
Nella tabella 20 sono riportati i dati relativi alle percentuali di recupero delle AB
effettuate sui microrganismi dotati di attività decarbossilasica, allo scopo di valutare
l’entità dell’effetto matrice nel metodo di estrazione.
Tab. 20- Percentuali di recupero (media ± d.s.) delle AB valutate nei microrganismi
oggetto di studio.
Recupero %
E.coli
Staphylococcus spp.
Lactobacillus spp.
β -Feniletilamina Putrescina Cadaverina Istamina Tiramina Spermidina Spermina
79.23
90.01
77.93
74.39
70.93
65.50
58.88
74.23
84.47
70.38
71.98
39.83
80.37
58.00
103.59
114.22
96.97
144.05
65.16
118.23
130.18
In conclusione, dall’esame dei dati relativi ai batteri produttori di AB riportati in
letteratura, si possono evidenziare apparenti incongruenze, verosimilmente legate al
metodo di analisi qualitativa impiegato. La spiegazione di tali incongruenze risiede sia
nella dipendenza, già precedentemente evidenziata, dell’attività decarbossilasica
primariamente dal genere più che dalla specie, sia nel fatto che la valutazione della
produzione di AB da parte della flora lattica potrebbe dare numerosi responsi falsi
negativi. Ciò avverrebbe a causa della produzione di acido da parte dei batteri lattici, che
reagirebbe spostando il pH e mascherando così il viraggio dell’indicatore associato alla
reazione positiva. Tale inconveniente può essere ovviato, o almeno ridotto, aggiungendo
tamponi e composti neutralizzanti gli acidi al terreno utilizzato ai fini della
determinazione dell’attività decarbossilasica (Bover-Cid et al., 1999). Inoltre, la
presenza di cofattori dell’attività decarbossilasica, come il piridossal-5-fosfato, e di
fattori in grado di favorire lo sviluppo dei batteri lattici nel terreno utilizzato potrebbe
73
migliorare la capacità di produzione di AB da parte dei microrganismi testati. Alla luce
delle sopra riportate considerazioni, nel presente studio è stato pertanto utilizzato tale
cofattore nonché il calcio carbonato ad azione tampone.
In conclusione, va precisato che l’attività enzimatica aminoacido-decarbossilasica in un
brodo sintetico dipende non solo dalla quantità di aminoacidi, ma anche dalla fase di
crescita dei batteri e dal ceppo microbico. I fattori (pH, Aw, nutrienti vari, componenti
dei cibi e condizioni tecnologiche di lavorazione) che influenzano la capacità dei
microrganismi di formare AB durante la produzione di un alimento fermentato
potrebbero essere oggetto di studi approfonditi, allo scopo di individuare e selezionare
quelle condizioni che favoriscono un corretto processo di fermentazione, limitando al
contempo l’accumulo di AB (Bover-Cid et al, 2001).
74
CONCLUSIONI
Le sostanziali differenze nelle caratteristiche fisico-chimiche e nel contenuto di AB
evidenziate tra i campioni di Formaggio di Fossa e quelli del formaggio di controllo
permettono di avanzare alcune considerazioni relative all’influenza esercitata dal
particolare ambiente di stagionatura nella maturazione di questo peculiare prodotto
caseario.
In particolare, l’elevato tasso di umidità relativa presente all’interno delle fosse è
responsabile di tenori di Aw e di umidità più elevati nel prodotto infossato rispetto a
quello maturato in caseificio, come osservato anche da altri autori in analoghe indagini
(Gobbetti et al., 1999; Pozzetto, 2000). I valori di pH più alti rilevati nel Formaggio di
Fossa anche in altri studi (Gobbetti et al., 1999), sono verosimilmente da ricondurre alla
maggior concentrazione di composti azotati di origine proteolitica (NCN e NPN)
conseguenti alla ripresa delle attività microbiche durante la maturazione, favorita dalle
75
temperature più elevate presenti all’interno delle fosse. Percentuali di NCN e NPN
analoghe a quelle riscontrate nei campioni di Formaggio di Fossa oggetto del presente
studio sono state evidenziate anche da altri autori (Avellini et al., 1999; Gobbetti et al.,
1999). Le particolari condizioni di temperatura dell’ambiente di stagionatura
influenzano anche la composizione centesimale del prodotto. Infatti, il più basso
contenuto lipidico osservato nel formaggio infossato, i cui valori risultano in accordo
con quanto riportato in altri studi su prodotti della stessa tipologia (Gobbetti et al., 1999;
Avellini et al., 1999), sono legati soprattutto alla trasudazione dei grassi durante la
maturazione. Tale fenomeno appare particolarmente evidente durante lo sfossamento,
quando si apprezza sul fondo della fossa un’abbondante raccolta di grasso liquido.
Strettamente influenzata dalle differenti percentuali di umidità e contenuto lipidico tra le
due tipologie di campioni, è la concentrazione di proteine totali, che risulta più elevata
nel Formaggio di Fossa, mostrando anche in questo caso corrispondenza con i dati
bibliografici (Gobbetti et al., 1999; Avellini et al., 1999).
Inoltre, il contenuto di istamina, ritenuta l’amina biogena maggiormente tossica, è
risultato particolarmente modesto, ben lontano dalle concentrazioni considerate
potenzialmente pericolose per la salute dei consumatori (Shalaby, 1996).
E’ comunque opportuno sottolineare che l’assenza in letteratura di studi relativi al
contenuto di AB nel Formaggio di Fossa non permette di confrontare i risultati ottenuti
nel presente lavoro con dati sullo stesso prodotto descritti da altri autori.
In conclusione, è possibile affermare che la presenza nel Formaggio di Fossa di istamina
e di tiramina in concentrazioni notevolmente al di sotto dei valori considerati pericolosi
o potenzialmente tali induce a considerare il prodotto esaminato sufficientemente sicuro
dal punto di vista sanitario, sebbene l’elevata concentrazione complessiva di AB
potrebbe destare dubbi sul rispetto rigoroso delle norme igieniche nel corso della
fabbricazione. Tuttavia, tali dubbi sono fugati dalle concentrazioni estremamente
limitate di questi composti rilevate nel formaggio di controllo. La cospicua presenza di
76
AB, associata ad adeguate garanzie igienico-sanitarie, potrebbe piuttosto essere
considerata come elemento favorevole che, unitamente ad altre sostanze di origine
proteica e lipidica che si formano grazie alla ripresa della fermentazione nel corso della
maturazione in fossa, contribuisce alla formazione delle spiccate caratteristiche di
aroma, odore e sapore tipiche del prodotto.
L’ultima parte dello studio, volta a saggiare l’attività decarbossilasica dei microrganismi
isolati, è importante poiché, come si è visto dalle precedenti analisi svolte
(determinazione analitica delle AB in formaggi reperiti in commercio, isolamento della
flora microbica nei campioni oggetto di studio), nella fossa si ha una ripresa del
processo di maturazione che porta ad una ripresa del complesso di reazioni biochimiche
proprie della fermentazione.
Dallo studio dell’attività decarbossilasica dei microrganismi isolati nel formaggio a 2
mesi di maturazione e nel Formaggio di Fossa è emerso come solo nel primo siano stati
isolati batteri con attività istidino-decarbossilasica, appartenenti sia al gruppo dei batteri
lattici (in particolare Lactobacillus plantarum), che a quello dei coliformi (in particolare
Citrobacter brakii), compreso E. coli. Per quanto attiene alla decarbossilazione della
tirosina, complessivamente sono emersi quali forti produttori di tiramina sia batteri
lattici, che microrganismi appartenenti alla famiglia Enterobacteriaceae (limitatamente
a E.coli e coliformi) in entrambe le tipologie di campioni (formaggio a due mesi di
maturazione e Formaggio di Fossa). Da ciò si potrebbe dedurre come le peculiari
condizioni microclimatiche, che si vengono ad instaurare all’interno della fossa,
favoriscano la selezione di determinate specie, inibendo, per esempio, lo sviluppo di
enterococchi nei campioni oggetto del presente studio, e provochino una serie di
modificazioni fisico-chimiche che influenzano poi le attività enzimatiche batteriche,
promuovendo la formazione di amine, quali putrescina, cadaverina e tiramina, in
accordo con quanto osservato nell’analisi del prodotto finito.
Infine dal confronto coi dati riferiti al formaggio di controllo circa i bassi quantitativi di
77
AB rilevati, si può concludere come la maturazione in fossa costituisca effettivamente
un valore aggiunto per il prodotto, nonché un aspetto caratterizzate, senza influenzarne,
se non eventualmente in funzione migliorativa, le caratteristiche igienico-sanitarie.
78
BIBLIOGRAFIA
Anonimo, dati non pubblicati, 1998.
Antolini F., Franciosini S., Floridi Al., Floridi A. (1999). Cromatografia HPLC a coppia
ionica per la determinazione di: istamina, tiramina, triptamina, βfeniletilamina, e dei loro precursori aminoacidici per controlli industriali nei
formaggi. Italian Journal of Food Science, 11 (4), 335-346.
A.O.A.C. (1990). Official methods of analysis. 15th Ed. A.O.A.C, Washington D.C.,
U.S.A.
Avellini P., Clementi F., Trabalza Marinucci M., Cenci Goga B., Rea S., Branciari R.,
Cavallucci C., Reali C., Di Antonio E. (1999). ”Pit” Cheese: compositional
79
microbiological and sensory characteristics. Italian Journal of Food Science,
11 (4), 317-333.
Bendall J.R. (1975). Cold contracture and ATP turn-over in the red and white
musculature of the pig, post-mortem. Journal of the Science of Food and
Agriculture, 26 (1), 55-71.
Bover-Cid S., Holzapfel W.H. (1999). Improved screening procedure for biogenic
amine production by lactic acid bacteria. International Journal of Food
Microbiology, 53, 33- 41.
Bover-Cid S., Hugas M., Izquierdo-Pulido M., Vidal-Carou M.C. (2001). Amino aciddecarboxylase activity of bacteria isolated from fermented pork sausages.
International Journal of Food Microbiology, 66, 185-189.
Branciari R., Cenci Goga B. T., Rea S., Avellini P. (2001). Evaluation of hygienic
characteristics of italian “Fossa” cheese. Proceedings of “Safety assurance
during food processing”, Vienna, Sept. 29th - Oct. 1st, 49-51.
Brink B.T., Damink C., Joosten H.M.L.J., Huis in’t Veld J.H.J. (1990). Occurrence and
formation of biologically active amines in foods. International Journal of Food
Microbiology, 11, 73-84.
Cantarelli C. (1984). Principi di tecnologia delle industrie agrarie. Edagricole, Bologna.
Cantoni C. (1995). Amine biogene di prodotti carnei nazionali. Industrie Alimentari, 34
(1), 9-12.
80
Cogan T. M. (2004). Cheese/Public Health Aspects. Encyclopedia of Dairy Sciences.
Elsevier Science Ltd, Fermoy, Co. Cork, Irish Republic, 314-320.
Decisione CEE n. 536 del 29/07/1996, che stabilisce l’elenco dei prodotti a base di latte
per i quali gli Stati membri sono autorizzati a concedere deroghe individuali o
generali ai sensi dell’articolo 8, paragrafo 2 della direttiva 92/46/CEE,
nonché la natura delle deroghe applicabili alla fabbricazione di tali prodotti.
Gazzetta Ufficiale dell’Unione europea n. L. 230 dell’11/09/1996.
Decisione della Commissione n. 284 del 25/04/1997, che sostituisce la Decisione
96/536/CE che stabilisce l’elenco dei prodotti a base di latte per i quali gli
Stati membri sono autorizzati a concedere deroghe individuali o generali ai
sensi dell’articolo 8, paragrafo 2 della direttiva 92/46/CEE, nonché la natura
delle deroghe applicabili alla fabbricazione di tali prodotti. Gazzetta Ufficiale
dell’Unione europea n. L. 114 dell’01/05/1997.
Decisione CEE/CEEA/CECA n. 765 del 06/11/2006, che abroga alcuni atti
d’applicazione relativi all’igiene dei prodotti alimentari e alle norme sanitarie
che disciplinano la produzione e l’immissione sul mercato di alcuni prodotti di
origine animale destinati al consumo umano. Gazzetta Ufficiale dell’Unione
europea n. L. 320 del 18/11/2006.
Decreto del Presidente della Repubblica n. 54 del 14/01/1997. Regolamento recante
attuazione delle direttive 92/46 e 92/47/CEE in materia di produzione e
immissione sul mercato di latte e di prodotti a base di latte. Supplemento
ordinario alla Gazzetta Ufficiale n. 59 del 12/03/1997 - Serie Generale.
81
Decreto Legislativo n. 173 del 30/04/1998. Disposizioni in materia di contenimento dei
costi di produzione e per il rafforzamento strutturale delle imprese agricole, a
norma dell’art. 55, commi 14 e 15, della Legge 27 Dicembre 1997, n. 449.
Gazzetta Ufficiale dell’Unione europea n. 129 del 05/06/1998.
Decreto Legislativo n. 193 del 06/11/2007. Attuazione della Direttiva 2004/41/CE
relativa ai controlli in materia di sicurezza alimentare e applicazione dei
Regolamenti comunitari nel medesimo settore. Supplemento ordinario n. 228
della Gazzetta Ufficiale n. 261 del 09/11/07 - (Rettifica della Gazzetta
Ufficiale n. 31 del 06/02/08).
Decreto Ministeriale del 05/06/2009. Nona revisione dell’elenco nazionale dei prodotti
agroalimentari tradizionali. Gazzetta Ufficiale n. 149 del 30/06/2009.
Decreto n. 350 del 08/09/1999. Regolamento recante norme per l'individuazione dei
prodotti tradizionali di cui all'articolo 8, comma 1, del decreto legislativo 30
aprile 1998, n. 173. Gazzetta Ufficiale n. 240 del 12/10/1999.
De las Rivas B., Carrascosa A.V., Muñoz R. (2007). Gene cloning, expression and
functional characterization of a ornithine decarboxylase protein from Serratia
liquefaciens IFI65. Journal of Microbiology and Biotechnology, 17, 408-413.
Deliberazione della Giunta Regionale della regione Marche n. 2985 MO/AGR del
30/11/1998. Attuazione dell’articolo 8 del decreto legislativo 173/98,
conformemente alla decisione CE 97/284 relativa all’individuazione dei
prodotti a base di latte per i quali gli Stati membri sono autorizzati a
82
concedere deroghe ai sensi dell’articolo 8 paragrafo 2 della Direttiva CEE
92/46. Bollettino Ufficiale della Regione Marche n°5 del 20/01/1999.
Direttiva 93/43/CEE del Consiglio del 14/06/93 sull’igiene dei prodotti alimentari.
Supplemento ordinario n. 118 della Gazzetta Ufficiale n. 136 del 13/06/1997.
Disciplinare di produzione “Formaggio di Fossa di Sogliano” DOP. Pagina Internet:
http://www.politicheagricole.it/ProdottiQualita/default
Farkye Nana Y. (1999). Microbiology of Cheese-making and maturatation. Dairy
Science Department, California Polytechnic State University, San Luis
Obispo, USA, 381-387.
Galli Volonterio A. (2009). Microbiologia degli alimenti. Casa Editrice Ambrosiana,
Milano.
Gobbetti M., Folkertsma B., Fox P. F., Corsetti A., Smacchi E., De Angelis M., Rossi J.,
Kilcawley K., Cortini M. (1999). Microbiology and biochemistry of Fossa (pit)
cheese. International Dairy Journal, 9, 763-773.
Hernàndez-Jover T., Izquierdo-Pulido M., Veciana-Nogués M.T., Vidal-Carou M. C.
(1996). Ion-Pair High-performance liquid chromatographic determination of
biogenic amines in meat and meat products. Journal of Agricultural and Food
Chemistry, 44 (9), 2710-2715.
83
Landete J.M., De las Rivas B., Marcobal A., Muñoz R. (2007). Molecular methods for
the detection of biogenic amine-producing bacteria on foods. International
Journal of Food Microbiology, 117, 258-269.
Legge n. 526 del 21/12/1999. Disposizioni per l’adempimento di obblighi derivanti
dall’appartenenza dell’Italia alle comunità europee-Legge comunitaria 1999.
Supplemento ordinario n. 15 della Gazzetta Ufficiale n. 13 del 18/01/00.
Leuschner R.G., Heidel M., Hammes W.P. (1998). Histamine and tyramine degradation
by
food
fermenting
microorganism.
International
Journal
of
Food
Microbiology, 39, 1-10.
Maijala R., Eerola S., Lievonen S., Hill P., Hirvi T. (1995). Formation of biogenic
amines during ripening of dry sausages as affected by starter culture and
thawing time of raw materials. Journal of Food Science, 60, 1187- 1190.
Marcobal A., De las Rivas B., Muñoz R. (2006). Method for the detection of bacteria
producing biogenic amines on food: a survey. Journal of Consumer Protection
and Food Safety, 187-196.
Massa S., Trovatelli L. D., Vasta M., Barbieri G., Dondi C. (1986). Study of the
mibrobiological and chemical characteristics of Sogliano “pit” cheese.
Microbiologie Aliments Nutrition, 4, 183-190.
Massa S., Turtura G.C., Trovatelli L.G. (1988). Qualité hygienique du fromage de
“Fosse” de Sogliano al Rubicone (Italie). Le Lait, 68, 323-326.
84
Moret S., Smela D., Populin T., Conte S.L. (2005). Survey on free biogenic amine
content of fresh and preserved vegetables. Food Chemistry, 89, 355-361.
Niven C.F., Jeffrey M.B., Corlett D.A. (1981). Differential plating medium for
quantitative
detection
of
histamine
forming
bacteria.
Applied
and
Environmental Microbiology, 41, 321- 322.
Nout M.J.R. (1994). Fermented foods and food safety. Food Research International, 27,
291-298.
Novella-Rodrìguez S., Veciana-Nogués M.T., Vidal-Carou M.C. (2000). Biogenic
amines and polyamines in milks and cheeses by ion-pair High Performance
Liquid Chromatography. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 48,
5117-5123.
Pearson D. (1973). Laboratory Techniques in food Analysis, Butterworth, London, UK.
Pozzetto G. (2000). C’era una volta il Formaggio di Fossa. C’è ancora? Panozzo
Editore, Rimini.
Rea S., Branciari R., Trabalza Marinucci M., Sukasi Sangamayya R., Di Antonio E.,
Avellini P. (1999). Caratteristiche compositive del Formaggio di Fossa. Atti
IX congresso A.I.V.I., Colle Val d’Elsa (SI), 5-7 Novembre, 129-134.
Rea S., Ricciutelli M., Cecchini S., Stocchi R., Loschi A.R. (2005). Caratteristiche
fisico-chimiche e contenuto di amine biogene nel salame ciauscolo. Industrie
Alimentari, 44 (1), 38-45.
85
Rea S., Mascaro N., Cecchini S., Stocchi R., Loschi A.R., Ricciutelli M. (2008).
Indagine sulla presenza di amine biogene in differenti prodotti alimentari di
origine animale. Industrie Alimentari, 47 (484), 983-990.
Regolamento CE n. 852 del 29/04/2004 del Parlamento Europeo e del Consiglio,
sull’igiene dei prodotti alimentari. Gazzetta Ufficiale dell’Unione europea n.
L 139 del 30/04/2004.
Regolamento CE n. 853 del 29/04/2004 del Parlamento Europeo e del Consiglio, che
stabilisce norme specifiche in materia di igiene per gli alimenti di origine
animale. Gazzetta Ufficiale dell’Unione europea n. L 139 del 30/04/2004.
Regolamento CE n. 854 del 29/04/2004 del Parlamento Europeo e del Consiglio, che
stabilisce norme specifiche per l’organizzazione di controlli ufficiali sui
prodotti di origine animale destinati al consumo umano. Gazzetta Ufficiale
dell’Unione europea n. L 139 del 30/04/2004.
Regolamento CE n. 882 del 29/04/2004 del Parlamento Europeo e del Consiglio,
relativo ai controlli ufficiali intesi a verificare la conformità alla normativa in
materia di mangimi e di alimenti e alle norme sulla salute e sul benessere
degli animali. Gazzetta Ufficiale dell’Unione europea n. L 191 del
30/04/2004.
Regolamento CE n. 1183 del 30/11/2009, recante iscrizione di una denominazione nel
registro delle DOP e delle IGP [Formaggio di Fossa di Sogliano-DOP].
Gazzetta Ufficiale dell’Unione europea del 03/12/2009.
86
Resmini P., Tripiciano C., Rampilli M., Lodi R. (1985). Alcuni aspetti del controllo di
qualità del latte al consumo. Rivista della Società Italiana di Scienza
dell’Alimentazione, 14 (3), 187.
Roig-Sagués A.X., Hernàndez- Herrero M.M., Lòpez- Sabater E.I., Rodrìguez-Jerez J.J.,
Mora -Ventura M.T. (1997). Evaluation of three decarboxylating agar media
to detect histamine and tyramine-producing bacteria in ripened sausages.
Letters in Applied Microbiology, 25, 309-312.
Salvadori del Prato O. (2001). Trattato di tecnologia casearia. Calderini Edagricole,
Bologna.
Shalaby A. R. (1996). Significance of biogenic amines to food safety and human health.
Food Research International, 29 (7), 675-690.
Silla Santos M.H. (1996). Biogenic amines: their importance in foods. International
Journal of Food Microbiology, 29, 213-231.
Sito web: www.pg.izs.it/webzine.html. (2002). Avvelenamento da istamina causato dal
consumo di pesce fresco o conservato. Episodi idi intossicazione rilevati in
Umbria e nelle Marche negli ultimi cinque anni. Webzine Sanità Pubblica
Veterinaria, 14.
Tateo F., Bonomi M. (2003). Guida all’analisi chimica degli alimenti. Vol. 1: Latte e
derivati. Ars Edizioni Informatiche, Milano.
87
Tiecco G., Tantillo G., Marcotrigiano G., De Natale G. (1985). Determinazione
dell’istamina e delle altre amine biogene con la cromatografia liquida ad alta
risoluzione negli insaccati. Industrie Alimentari, 2, 122-126.
Toppino P.M., Drava G., Contarini G., Manfredini M., Emandi G.C. (1992).
Caratteristiche di tipicità del “formaggio di fossa”. Rivista della Società
Italiana di Scienza dell’Alimentazione, 4, 389-414.
88
RINGRAZIAMENTI
Desidero ringraziare tutti coloro che hanno permesso la realizzazione di questo lavoro:
il tutor, Prof. Stefano Rea, per aver creduto in me, per avermi sostenuta con
pazienza, e per avermi dato l’opportunità di crescere cimentandomi con nuovi argomenti
e confrontandomi con altre realtà;
il professore Vincenzo Cuteri per la grande disponibilità dimostratami e la
pazienza con cui ha seguito il mio percorso;
la professoressa Annarita Loschi per il suo sostegno, la sua professionalità e la sua
grande energia;
un sentito ringraziamento anche al Dott. Massimo Ricciutelli e alla Dott.ssa
Emanuela Cortese, del Dipartimento di Scienze Chimiche, per la collaborazione ricevuta
89
e per avermi aiutata e supportata nello svolgimento di una parte molto importante del
lavoro;
un ringraziamento speciale al professore Arthur Xavier Roig-Sagués, alla
professoressa Manoli M. Hernàndez- Herrero e alla Dott.ssa Diana Espinosa Pesqueira
per la professionalità, l’umanità e la disponibilità dimostratami nel corso dello stage
estero svolto presso l’Unità di Igiene degli Alimenti del Dipartimento di Scienze
Animali ed Alimentari (Scuola di Medicina Veterinaria) dell’Università Autonoma di
Barcellona (Spagna);
un ringraziamento particolare al professor Ivan Dragoni e alla Dott.ssa Lisa
Vallone del Dipartimento di Scienze e Tecnologie Veterinarie per la Sicurezza
Alimentare dell’Università di Milano per la semplicità e la bravura con cui mi hanno
aiutata nella difficile fase di identificazione delle specie fungine;
ancora, desidero ringraziare
per la collaborazione ricevuta, il Dott. Fabbri,
veterinario responsabile della zona territoriale n.1 (Pesaro) dell’ASUR Marche e il sig.
Pala, proprietario del caseificio “La Giunchiglia”, situato a Tavoleto (area di produzione
tipica, riportata anche nel disciplinare di produzione del “Formaggio di Fossa di
Sogliano DOP”);
infine, ringrazio per l’aiuto, la disponibilità e l’amicizia il Dott. Roberto Farkas, il
Dott. Francesco Renzi e il Dott. Antonino Galliano, la mia famiglia, Silvano e tutti i
miei amici.
90
ALLEGATO/ANNEX:
EXCERPT IN ENGLISH FROM THE ITALIAN VERSION
91
INTRODUCTION
The “Formaggio di Fossa” is an Italian traditional product of the area of Montefeltro,
located between the regions Emilia-Romagna and Marche. This product is deeply rooted
in the so called “Terre Malatestiane” (from the name of the ancient historic Malatesta
family) and its peculiarity and originality consist in the ripening method, that is carried
out inside pits dug in sandstone ground. Since the XIV century, the inhabitants were
used to set food, especially cereals and cheese, into pits to preserve them during winter
and to protect them from invaders.
Traditional productions represent a big part of the Italian agro-industrial heritage and the
result of the peculiarity and singleness of the different areas from which they take origin,
characterizing the Italian peninsula. Due to the frequent low accordance of artisanal
traditional products with the strict food safety and hygiene measures in force, some
derogations have been issued to protect such productions allowing their survival and
legitimating their presence. These acts were necessary until the issue of the so called
92
“hygiene pack” in 2006, consisting of the Regulations 852, 853, 854 and 882 of
29/04/2004, that provides a certain flexibility for traditional productions strictly
connected to the areas from which they take origin. For instance, the Regulation
852/2004 officially recognizes the need of maintaining traditional production methods
that are evidences of the cultural differences within Europe. Consequently, many
products have been protected not only in the Italian but also in the European context,
and the Formaggio di Fossa, which has been recently recognized as PDO, is an evidence
of it.
The peculiar and ancient custom to put the cheese in pits goes back to the 13-14th
century and originally aimed to preserve it during cold winters and to protect it from the
raids of invading people. This practice has been noticed to give particular features to the
product.
This cheese is not only connected to the area where the pits there located: actually, the
milk it comes from must be produced exclusively in farms located in the regions Emilia
Romagna and Marche, according to the Disciplinary of Production.
Moreover, the Disciplinary of production states that the Formaggio di Fossa can be
prepared using of the following raw materials:
• ovine milk 100%
• bovine milk 100%
• a mixture of vaccine and ovine milk, at the proportion of 80% at most and 20% at
least, respectively.
It is characterized by a first phase of maturation/ripening in the cheese factory for a
minimum of 60 and a maximum of 240 days (at lower temperature than 15 °C and
relative humidity between 80 and 90%). After this step, the cheeses are cleaned (also
from the mold) and put in cloth sacks, marked with a lot identification code using a
color made with a mixture of cooked flax oil and vegetable coal, so completely
nontoxic. The second phase of the ripening takes place in pits for at least 90 days. The
93
putting into the pits is carried out between July 20 and August 30. The description of the
entire manufacturing process of the Formaggio di Fossa is reported in figure 1.
Figure 1 - Line of manufacturing of the Formaggio di Fossa.
Milk (raw or pasteurized)
Curdling
(with natural rennet)
Starter addition
Curd breaking up
Moulding
Salting
(dry-salting or brining)
1st Phase: maturation in
cheese factory (60-240 days)
2ndPhase: ripening in pit
(90 days)
Such product undergoes a strong proteolysis due to the resumption of microbial activity
94
during its ripening into the pit (Avellini et al., 1999; Rea et al., 1999), with production of
compounds that represent an optimal substratum for biogenic amine (BA) production.
BAs represent quality and hygiene indexes of raw materials and of the observance of
good manufacturing practices (GMP), but their main meaning is especially due to the
possible adverse actions they have on the human body, particularly in consumers
belonging to categories at risk.
The present research aims to improve the knowledge of such important traditional agroindustrial product from the Marche region and its valorization. So, the scope is to study
some features (physical, chemical and microbiological) of this product with particular
reference to the presence of the most important biogenic amines (β-phenylethylamine,
putrescine, cadaverine, histamine, tyramine, spermine and spermidine), compared with
control cheeses fully ripened in the factory. In the present research the correlation
between microrganisms found in the samples and BA production have been also studied.
95
CHARACTERISTICS
OF THE FORMAGGIO DI FOSSA
In the revised literature not many works aimed to deepen the knowledge of this product
have been found. Among such works Massa et al. (1986), Massa et al. (1988), Toppino
et al. (1992), Gobbetti et al. (1999), Avellini et al. (1999), Rea et al. (1999), Branciari et
al. (2001) studied microbiological aspects, chemical characteristics, hygienic quality and
tipicity features.
Several studies were driven in parallel to detect microbiological, chemical and sensorial
differences between whole factory-ripened cheese (control cheese) and pit-ripened
cheese, to evaluate this ancient way of seasoning on the final product (Anonymous,
unpublished data, 1998; Avellini et al., 1999; Branciari et al., 2001).
By the sensorial point of view, Avellini et al. (1999) and Pozzetto (2000) noticed that
after pit ripening the cheese becomes moister and softer, with a more marked, saltier,
96
sourer and stronger flavour.
According to the study, from the chemical and physical point of view, the Formaggio di
Fossa is generally more digestible than other long-seasoned cheeses, because of its
peculiar ripening during which a partial hydrolysis of proteinous compounds takes place,
with a consequent rise of the amount of free aminoacids. Furthermore, the Formaggio di
Fossa showed higher values of Aw, pH, moisture, proteins, pH 4.6-soluble nitrogen
(NCN) and water soluble nitrogen (NPN) and much lower amounts of fat. Much higher
amounts of total BAs were detected in the Formaggio di Fossa than in the control
cheese, where their concentration was very low.
Summing up data reported in the studies, pit-ripening doesn’t represent a sanitary risk at
all. Nevertheless, from this point of view, the possible presence in this food of large
concentrations of BAs wasn’t ever deepened.
On the basis of what has been described, a noticeable presence of BAs in the Formaggio
di Fossa could be expected for several reasons: the intense proteolytic activity during
pit-ripening; the rise of free aminoacid amount (Farkye, 1999); the high values of NPN
(including all non-proteic nitrogenous compounds and even BAs among them); the
prolonged ripening of the cheese; the constant high rates of moisture in the final product,
always higher than the rates observed in cheeses fully ripened for the same time in
cheese factory.
97
BIOGENIC AMINES
BAs are generally present, sometimes at high concentrations, in animal and vegetal
foods, especially fermented ones. Chemically, BAs are organic bases with low
molecular weight, originating in foods especially as consequence of the aminoacid
decarboxylation, but also by the amination and transamination reaction of aldheydes and
ketones. Some BAs play important roles in the physiological function of animal
organisms, including humans (Tiecco et al., 1985), especially affecting the nervous, both
central and peripheral, and the cardiovascular system.
Moreover, they are related to the storage of food and to the hygienic conditions of their
manufacturing (Cantoni, 1995). Some of them, particularly histamine and tyramine (this
last frequently detectable in appreciable doses just in cheeses), are recognized as
responsible for many cases of food poisoning in humans. Actually, they acquire such an
importance when ingested in high doses with food by normal subjects. In high-risk
consumers (babies, elderly people, sick) having untimely, inefficient or lacking natural
98
mechanisms of detoxification, the ingestion of minimal doses of such substances may
induce even serious adverse reactions. In normal conditions, the BAs ingested with food
are degraded at enteric/hepatic level by enzymes such as mono-amino-oxidase (MAO),
diamino-oxidase (DAO) and histamine-methyltransferase (HMT) (Cantoni, 1995). Highrisk subjects, instead, have a high susceptibility to the onset of food poisoning by BAs.
The lack of these enzymes can be congenital or acquired, depending on alcohol abuse,
gastroenteric disorders or drug assumption (as like as several antidepressive or antiParkinson’s drugs and so on). These conditions can inhibit the natural mechanism of
detoxification (Antolini et al., 1999; Moret et al., 2005).
Actually, in this case not metabolized BAs (particularly histamine) may be absorbed
thru the intestine and lead to a reaction, primarily vascular, with consequent involvement
of several systems, especially nervous and digestive ones (Cantoni, 1995).
Moreover, some amines, such as putrescine, cadaverine, tyramine, β-phenylethylamine,
spermine and spermidine, are thought to be “strenghtener” of the histamine toxicity,
increasing its effects by interfering with detoxification process and/or directly inhibiting
the enzymes (DAO and MHT) involved in its inactivation (Hernàndez-Jover et al.,
1996).
In the present research it has been found that cadaverine, putrescine and tyramine were
the most concentrated biogenic amines. Nevertheless, tyramine was present at levels
considered as compatible with GMPs. Histamine was detected at high amounts in
products from the market, but at very low amounts, far from potentially toxic levels, in
the products manufactured for the aim of the present research.
Concerning the presence of BAs in foods, besides their possible toxic effect on humans,
they generally contribute to determine the flavour of foods (Silla Santos, 1996), while
the putrefactive amines (putrescine and cadaverine) are often responsible for unpleasant
smell.
99
In yeast-fermented alcohol drinks BA levels are generally very low. On the contrary, all
products subjected to lactic acid fermentation, with the exception of yogurt, have high
concentration of putrescine, cadaverine, histamine and thyramine. That’s because BAs
are produced by microrganisms, particularly lactic acid bacteria (LAB), that have
enzymes able to decarboxylate aminoacids into the correspondent amines.
100
BAs PRODUCERS BACTERIA
Enterococcoa and Propionobacter (Cogan, 2004), as well as more of the
Enterobacteriaceae family members (Bover-Cid et al, 2001; Landete et al, 2007),
Clostridium e Pseudomonas (Marcobal et al., 2006) are thought to be strong producers
of these composts. In the opinion of Marcobal et al. (2006) the skill in the BAs
production seems to be more related to genus than a peculiar species.
Generally, BAs producer germs could be part of the proper bacterial population of the
food as well as introduced in it thru contaminations before, during or after the food
production process (Bover-Cid et al, 2001). So, the germs naturally homed in raw
materials and/or accidentally introduced with manipulation and/or added as microbial
starters could have large influence on the BAs production during the manufacturing of
fermented foodstuff (Maijala e Eerola, 1993; Bover-Cid et al, 2001).
During fermentation, the microbial growth, acidification and proteolysis following the
metabolic activity of the germs cause proper conditions for the BAs production.
101
Among these germs, the most commonly isolated species in fermented foods are
Staphilococci, many lactobacilli and Enterococci, specially Enterococcus faecalis and E.
faecium, which remarkably contribute to the evolution of the fermentation process.
Also, it’s important to notice that, sometimes, data reported in bibliography display a
marked difference in type and quantity of BAs produced by different microbial roots,
belonging to the same species (Bover-Cid et al, 2001). This could be partly accounted
for the influence exerted over the BAs production by several factors as temperature, pH,
Aw, presence of fermentable carbohydrates and redox potential.
Moreover, bacterial roots with marked proteolytic activity could induce more probably a
stronger BAs production in complex foodstuff, because of the huge amount of
aminoacids wich are the substrate for decarboxylating enzymes activity.
MATERIALS AND METHODS
Using raw materials of good hygienic-sanitary quality and strictly observing good
manufacturing practices (GMP) represent conditions enabling the control of microbial
growth and, consequently, of enzymatic activity, that is very high during fermentative
processes and represents an essential step in the production of several foods (Antolini et
al., 1999), as well as the Formaggio di Fossa.
The work was structured into two phases (fig. 2). The first phase concerned the analysis
of three samples of Fossa cheese purchased at market level. The second phase provided
the production of cheese, according to the procedures stated in the disciplinary of
production, in a factory located in Tavoleto, the tipical production area quoted in the
production disciplinary of the Protected Denomination of Origin (PDO) “Formaggio di
Fossa di Sogliano al Rubicone e Talamello”, within the Territorial Zone n°1 (Pesaro
province) of the ASUR (Regional Single Sanitary Agency) of the Marche region.
102
Figure 1- Research articulation into two phase.
The samples studied in the second step of the research were obtained from the same
batch of raw materials and collected at different times in sterile way. They consisted of:
• Raw sheep’s milk
• Pasteurized sheep’s milk
• Curd
• Non autochthonous microbial starters used for cheese manufacturing
• Semi-finished product at the end of the in-factory ripening (60 days long), just
before putting into the pit.
• Finished product at the end of in-pit ripening (90 days long)
• Finished product totally ripened in factory as long as the in-pit ripened cheese (60
+ 90 days)
All the samples underwent chemical and physical analyses (pH, Aw, moisture, ashes,
proteins, fat, pH 4.6-soluble nitrogen (NCN), water soluble nitrogen (NPN) and total
103
volatile basic nitrogen, with particular attention to the determination of the most
important biogenic amines (histamine, tyramine, β-phenylethylamine, putrescine,
cadaverine, spermine and spermidine). This was carried out by HPLC analysis,
characterized by an extraction phase
with trichloracetic acid (TCA) 5%, then a
derivatization phase with dansyl chloride as derivatizing agent and, at last, injection in
HPLC-UV device, according to what reported by Rea et al., (2005).
The results of phase one concerning the BA content in samples of Formaggio di Fossa
from the market revealed high concentrations of such substances and supported the
hypothesis forwarded in the preliminary remarks of the present work, demonstrating that
presence of BAs represents a very important aspect in the Formaggio di Fossa.
The microbiological profile and the evaluation of the capability of isolated
microorganism to produce BAs were carried out on the samples studied in the second
phase of the experimentation. All the analyses carried out in both phases of the research
are summarized in table 1.
Table 1 - Operative protocol concerning the samples analyzed during the research.
1st Phase
Products
from the
market
2nd Phase
Raw
milk
Pasteurized
milk
Starter
Curd
60 days
factory seasoned
cheese
Cheese
after
threnching.
(90days)
control
cheese (60 +
90 days in
factory)
CHEMICAL-PHYSICAL ANALYSIS
Aw
X
X
X
X
X
X
X
pH
X
X
X
X
X
X
X
Moisture
X
X
X
X
X
X
X
Proteins
NCN (pH 4.6-soluble
nitrogen)
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
NPN (water soluble nitrogen)
Fat
X
Ashes
X
NaCl
X
Total Volatile Basic Nitrogen
X
104
Biogenic Amines
X
X
X
X
X
X
X
MICROBIOLOGICAL ANALYSIS
CMT
X
X
X
X
X
Enterobacteria
X
X
X
X
X
Coliformi
X
X
X
X
X
E. coli
X
X
X
X
X
Stafilococchi
X
X
X
X
X
S. aureus
X
X
X
X
X
Salmonella spp.
X
X
X
X
X
L. monocytogenes
X
X
X
X
X
Psichrophilic
X
X
X
X
X
Lactic acid bacteria
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Lattococcus spp
BAs producers bacteria
Yeasts and Moulds
X
X
X
RESULTS AND DISCUSSION
The renewal of the enzymatic proteolytic activity due to the particular conditions within
the pit leaded not only to high values of nitrogenous fractions (pH 4,6 soluble nitrogen NCN and water soluble nitrogen - NPN), but also to high amounts of total BAs. Despite
of this, the products were safe from the hygienic and sanitary point of view, because of
its low level of histamine. Moreover, tyramine, the characteristic amine of cheese,
showed lower values than the toxicity level, although always well represented at the end
of in-pit ripening. Besides, the microbiological analyses (table 2), that showed the
absence of pathogenic microrganisms, supported this thesis and disclaim the hypothesis
that the high total levels of BAs could be due to the lack of hygiene in the manufacturing
process. Furthermore, this claim was also supported by the low levels of BAs found in
the control cheese. So, thanks to the carried studies, a positive significance could be
attribute to the presence of BAs as factors contributing to the marked flavour, smell and
105
taste of the Formaggio di Fossa, it being understood the observation of GMPs.
Table 2 - Microbiological results in the sample belonging to the second phase of the
research, log (UFC/g).
Bacteria
MILK
CURD
Enterobacteriaceae
E.Coli
Coliforms (not E. coli)
Lattobacilli
Psichrophilic bacteria
1.3 x10
<10
<10
8.5 x10^2
1.8 x10^3
2.9 x10^3
2.3x10^3
2.7 x10
2.3 x10^8
2 x10^3
Total Mesophilic Count
7.2 x10^3
Lattococcus spp
Stafilococchi (not S. aureus)
2 MONTHS
CHEESE
3.5 x10^3
FOSSA
FACTORY
3.2 x10^7
/
<10
1.2 x10^2
2.7 x10^7
3.9 x10^6
/
9.4 x10
1.6 x10^3
<10
4 x10^5
2.3 x10^8
1 x10^8
3.8 x10^6
<10
/
/
5.2x10^7
4.7 x10^6
<10
<10
<10
3x10
1.2 x10^3
1.4 x10^4
3.9 x10^3
0
2.5 x10^7
Microbiological data on the lactic flora testify that the final features of the product were
principally due to the resumption of the fermentation process that takes place during the
in-pit ripening of cheese.
Actually, lactobacilli and lactococci (and, consequently, the total mesophilic count,
especially including lactic acid bacteria) decreased in 2 months factory-ripened cheese
(3,8-21,5 x 107 log CFU/g), compared to the curd (14,9-37,5 x 107 log CFU/g because of
starter addition), and almost disappeared (<10 CFU/g) in the control cheese, because of
the natural evolution of ripening in condition interfering with the microbial activity.
Instead, they were clearly higher in pit ripened cheese than in the control cheese in spite
of a further reduction to about 106 log CFU/g compared with cheese after 2 months of
ripening.
Microbiological data also give evidence of the absence of pathogenic bacteria (Listeria
monocytogenes, Salmonella spp. and Staphylococcus aureus)
The study pathogens in this product seemed to have some relations with the mould
growth, responsible for the pH rising toward neutrality, that reveals itself by the
106
presence of reddish streaks on cheese’s surface during in-factory ripening. This surface
layer may represent an ideal pabulum for pathogens like Salmonella and L.
monocytogenes, although these germs were never found in this product. During the
following in-pit ripening, due to the high and constant temperature into the pit, the
cheese oozes and loses fat matter that partly remains on its external surface. This
occurrence together with the anaerobic environment quickly arisen inside the pit, may
protect the cheese against the growth of other moulds. In case of growth of pathogens as
well as Listeria monocytogenes during in-factory ripening, the external fat layer may
foster their development or, at least, favour their viability, being well known that the
resistance of these pathogens could be increased by the presence of fat matter, having
such a protective action.
Therefore, analyses were carried out to study yeasts and moulds and the results are
reported in table 3. According to literature, it was observed that a noticeable growth of
both of them took place in the control cheese, while there was the inhibition of mould
growth in the pit ripened cheese, probably due to the temperature raise, to the
consequent formation of an external fat layer as a consequence of transudation and to
the reduction of oxygen too (Gobbetti et al., 1999).
Table 3 - Microbiological results related to yeasts and moulds in the Formaggio di Fossa
and in the control cheese, log (UFC/g).
Yeasts and
Moulds
Fossa
<10
Control cheese
6.5 x 103
The following identification of the fungal species allowed to notice the presence of 6
species of Penicililum (P. lanosogriseum, P. frequentans, P. expansum, P.
107
lanosocoeruleum, P. chrysogenum, P. nalgiovensis) (fig.3)
and one yeast
(Saccaromyces cerevisae) in the control cheese (fig.4).
Figure 3- Macroscopic and microscopic images of the penicillum spp. isolated by the
control cheese.
P. lanoso-griseum
108
P. chrysogenum
109
P. nalgiovensis
P. expansum
P. frequentans
110
Figure 4- Macroscopic (A) and microscopic (B) images of the yeast (S. cerevisae)
isolated from the control cheese.
A
B
To sum up, it’s possible to assert that the presence of histamine and tyramine in the
Formaggio di Fossa at concentrations well below dangerous or potentially dangerous
values leads to consider such a product as safe enough from the sanitary point of view
(table 4). Nevertheless, the high overall concentrations of biogenic amines could arise
doubts about the respect of the GMPs. But doubts were dispelled by the extremely low
concentration of these compounds detected in the control cheese. In the light of what
already described, the importance of the studies on the microbial profile of the product is
clear. It has been carried out to bring in evidence the bacterial and fungal populations
possibly involved in the production of BAs.
A deeper and more complete knowledge of the features of the Formaggio di Fossa will
contribute to appreciate such a traditional ancient and complex product, nowadays
acknowledged as PDO foodstuff with the name “Formaggio di Fossa di Sogliano”.
Table 4 - BAs content (ppm) into the samples of the second phase of research (average ±
S.D.).
111
Samples
β-Phenylethylamine
Raw milk
Pasteur. milk
Curd
2 months cheese
Form. Fossa
0
0
0
0
173.01± 39.13
Control cheese
0
Putrescine
31.92±4.99
32.52±1.60
27.01±4.24
Cadaverine
Histamine
Thyramine
Spermidine
20.78±1.82
579.6± 0.88
0
0
0
0
1302.86± 5.02
0
0
0
0
24.11± 10.06
0
0
0
14.89±1.40
461.62± 11.99
0
0
0
0
16.49± 0.31
18.57± 0.03
0
0
24.92± 0.18
0
Spermine
9.41±13.31
Total
26.38±0.14
0
41.33±8.32
32.52±1.60
46.02±4.52
62.04±2.27
2557.69± 32.16
27.58± 0.02
71.07± 2.55
0
19.01±0.28
Concerning the study of the correlation between isolated microorganisms and
decarboxylase activity, lactococci, lactobacilli, E. coli, coliforms, stafilococci and
psichrophylic bacteria, as well as the starters used in cheese making, underwent qualiquantitative analyses for decarboxylase activity in microplates tests and following
identification in order to highlight the bacterial population in case involved in BA
production. Such an investigation was carried out only on bacteria found as producers of
high amounts of BAs.
Samples producing no or low amounts of BAs were not quantitatively tested neither
identified. So, as it is possibile to see in table 4, these determinations were significant
only in Formaggio di Fossa samples.
It was also decided to carry out these analyses on cheese samples picked up at 2 months
of ripening, to better evaluate the effect of in-pit ripening on BA producing germs.
In tables 5 and 6 BAs produced by lactic acid bacteria recognized as major producers in
2 month cheese and Formaggio di Fossa samples are reported, rispectively.
Tab. 5 - BAs content (ppm) produced by some lactic acid bacteria isolated by 60 days
factory -seasoned cheese (average ± S.D.).
112
Lactobacillus spp
β-Phenylethylamine
0.00±0.00
Putrescine
0.00±0.00
Cadaverine
0.00±0.00
Lactobacillus spp
0.00±0.00
714.97± 3.54
704.91± 6.15
Lactobacillus spp
0.00±0.00
0.00±0.00
Lactobacillus Plantarum
0.00±0.00
0.00±0.00
Bacteria
Lactococcus spp
18.99± 0.03
Histamine
0.00±0.00
Thyramine Spermidine Spermine
365.05± 0.67
0.00±0.00 12.32± 3.88
Total
377.36± 4.56
4.38± 0.10 301.39± 0.21
0.00±0.00 10.33± 1.07 1735.99± 10.64
0.00±0.00
0.00±0.00
291.30± 0.35
0.00±0.00 14.12± 4.64
305.43± 4.30
0.00±0.00
60.98± 0.67
85.22± 0.12
0.00±0.00 12.60± 2.49
158.79± 3.28
841.66± 8.00
23.42± 0.04
0.00±0.00
695.29± 3.80
0.00±0.00
1.22± 0.37 1580.58± 12.24
Lactococcus spp
0.00±0.00
17.06± 0.99
25.60± 1.19
2.62± 0.12
8.90± 0.08
0.00±0.00
0.00±0.00
54.18± 2.38
Enterococcus faecalis
0.00±0.00
775.44± 11.61
15.42± 1.35
0.00±0.00
641.89± 4.21
0.00±0.00
0.00±0.00
1432.75± 8.74
Enterococcus faecalis
16.67± 0.69
758.13± 22.37
51.02± 0.07
0.00±0.00
618.12± 6.71
0.00±0.00
1.92± 1.40 1445.86± 31.25
Tab. 6 - BAs content (ppm) produced by some lactic acid bacteria isolated by the
Formaggio di Fossa (average ± S.D.).
Bacteria
Lactobacillus spp
βPhenylethylamine
Putrescine
0.00± 0.00
827.14± 0.20
Cadaverine
48.25± 0.00
Histamine
0.00± 0.00
Thyramine Spermidine
371.62± 0.22 0.00± 0.00
Spermine
9.08± 0.18
Lactobacillus spp
0.00± 0.00
756.39± 30.43
34.07± 0.43
0.00± 0.00
292.48± 8.65 0.00± 0.00 13.38± 1.94
Lactobacillus lactis
11.86± 0.15
548.99± 6.16
23.53± 0.20
0.00± 0.00
142.92± 1.12 0.00± 0.00
Lactococcus spp
10.86± 0.40
0.00± 0.00
0.00± 0.00
2.02± 0.20
606.10± 6.52 1.55± 2.19 25.43± 31.67
Lactococcus spp
0.00± 0.00
150.00± 1.96
439.25± 5.64
0.00± 0.00
636.61± 9.71 0.00± 0.00
Lactococcus spp
0.00± 0.00
Leuconostoc lactis lactis
0.00± 0.00
23.34± 18.95 510.50± 271.40
804.20± 43.38
26.14± 2.78
0.00± 0.00
0.00± 0.00
5.78± 0.36
0.00± 0.00
0.00± 0.00 0.00± 0.00 14.38± 14.18
634.79± 7.82 0.00± 0.00
0.00± 0.00
Total
1256.09± 0.60
1096.32± 37.56
733.09± 7.99
645.96± 22.77
1225.86± 474.35
548.22± 302.23
1465.12± 568.03
In the 2 months cheese, Lactobacillus plantarum was isolated and identified. According
to bibliographic data (Leuschner et al., 1998), it showed histidine-decarboxylase
activity, as disclosed in aminoacid-added media (table 5).
Yet, this activity seemed to be extremely limited in the conditions used in the present
study. The lack of histamine-producing activity was even confirmed by the extremely
low concentrations of such an amine found in the Formaggio di Fossa.
Concerning tyramine, Bover-Cid et al. (2001) described the lactic acid bacteria as strong
producers of this substance, particularly enterococci. Some lactic acid bacteria, however,
113
showed also a strong decarboxilase activity against aminoacids different from tyrosine,
with production of other aromatic amines such as phenylethylamine, tryptamine and, to
a smaller extent, the diamines putrescine and cadaverine, according to what has been
reported in this study, with the exception of phenylethylamine, that appeared to be low.
Enterococci are often present in high quantity in many cheeses (Cogan, 2004) being part
of the natural thermoduric starter microbial flora of milk, being halo-tolerant (6.5%
NaCl) and positively acting on cheese ripening, because they are psichrotrophic and
proteolytic (Galli Volonterio, 2009). They are supposed to be important even in the
onset of taste.
Some authors assumed that very high microbial loads (> 108 log CFU/g in foods) could
be cause of poisoning due to BAs such as histamine and tyramine (Galli Volonterio,
2009). E. faecalis and E. faecium are thought to be the most important species involved.
E. faecium was isolated and identified as tyramine producer by Roig-Sagués et al.
(1997). Landete et al. (2007) tested the same activity in E. faecalis too.
In this study the presence of decarboxylase activity in E. faecalis was pointed out. This
microrganism showed appreciable production of tyramine and putrescine too (table 5).
In tables 7 and 8 the data concerning BA production by psichrophilic bacteria with
higher decarboxilase activity in 2 months cheese and Formaggio di Fossa are reported,
rispectively.
Tab. 7 - BAs content (ppm) produced by some psichrophilic bacteria isolated by 60 days
factory -seasoned cheese (average ± S.D.).
Bacteria
β-Phenylethylamine
Putrescine Cadaverine
Histamine
Thyramine
Spermidine
Spermine
Total
Psichrophilic bacteria
Psichrophilic bacteria
0.00±0.00
0.00±0.00
0.00±0.00
0.00±0.00
0.00±0.00
0.00±0.00
0.00±0.00
0.00±0.00
11.04± 0.30
9.94± 0.49
0.00±0.00
0.00±0.00
32.86± 8.47
27.76± 6.19
43.90± 8.17
37.70± 6.67
Psichrophilic bacteria
0.00±0.00
0.00±0.00
0.00±0.00
0.00±0.00
0.00±0.00
0.00±0.00
52.80± 5.48
52.80± 5.48
Tab. 8 - BAs content (ppm) produced by some psichrophilic bacteria isolated by the
Formaggio di Fossa (average ± S.D.).
114
β-Phenylethylamine Putrescine
Batteria
Psichrophilic bacteria
Psichrophilic bacteria
Psichrophilic bacteria
0.00±0.00
9.54± 1.43
0.00±0.00
0.00±0.00
0.00±0.00
0.00±0.00
Cadaverine
Histamine
Thyramine
Spermidine
Spermine
Total
0.00±0.00 0.00±0.00 4.24± 1.04 0.00±0.00 17.82± 1.13 22.07± 2.17
0.00±0.00 4.29± 1.02 0.00±0.00
0.00±0.00 31.97± 20.53 45.80± 20.94
0.00±0.00 0.00±0.00 0.00±0.00 1.55± 0.11 19.00± 0.64 20.55± 0.75
As to the psichrophilic germs, the identification was not carried out because they
showed weak BA production, as visible in the tables above.
In tables 9 and 10 the data concerning BA production by the strongest producers among
coliforms in 2 months seasoned cheese and in Formaggio di Fossa are reported,
rispectively.
Tab. 9 - BAs content (ppm) produced by coliforms isolated by 60 days factory -seasoned
cheese (average ± S.D.).
Bacteria
β-Phenylethylamine
Coliforms
0.00±0.00
Citrobacter brakii
0.00±0.00
Cadaverine
734.05± 3.83 498.82± 0.95
11.87± 0.23
Coliforms
Putrescine
0.00±0.00
0.00±0.00
677.07± 1.06 334.11± 0.20
Histamine
Thyramine
Spermidine
0.00±0.00
461.32± 0.56
0.00±0.00
53.4± 0.15
568.64± 2.16
0.00±0.00
0.00±0.00
272.58± 1.21
0.00±0.00
Spermine
Total
4.89± 0.41 1699.08± 4.63
0.00±0.00
633.95± 2.53
21.78± 0.25 1305.54± 0.30
Tab. 10 - BAs content (ppm) produced by coliforms isolated by the Formaggio di Fossa
(average ± S.D.).
Bacteria
Coliforms
β-Phenylethylamine
Putrescine
0.00±
0.00
1404.64± 5.07
Coliforms
0.00±
0.00
1417.75± 12.71
Coliforms
0.00±
0.00
76.81± 0.03
Cadaverine
Histamine
Thyramine
Spermidine Spermine
180.99± 0.25 0.00± 0.00 1051.13± 0.40 0.00± 0.00 0.00± 0.00
Total
2636.75±5.22
422.99± 0.83 0.00± 0.00 1123.34± 5.03 0.00± 0.00 0.00± 0.00 2964.08±18.57
1065.05± 4.25 0.00± 0.00 706.53± 0.69 0.00± 0.00 0.00± 0.00 1848.39±3.60
In tables 11 and 12 the data about BA production by some E. coli from 2 months
seasoned cheese and Formaggio di Fossa are displayed, rispectively.
115
Tab. 11 - BAs content (ppm) produced by E.coli isolated by 60 days factory -seasoned
cheese (average ± S.D.).
Bacteria
β-Phenylethylamine
Putrescine
Cadaverine
Histamine
Thyramine
E. coli
0.00±0.00
0.00±0.00
0.00±0.00
0.00±0.00
622.53± 6.21
E. coli
15.18± 0.63
0.00±0.00
E. coli
0.00±0.00
751.26± 35.46 16.21± 0.14
0.00±0.00
0.00±0.00
68.22± 1.75
Spermidine
Spermine
Total
0.00±0.00
0.00±0.00
622.53± 6.21
602.31± 11.94
0.00±0.00
1.77± 0.09
1386.73± 47.00
508.90± 2.72
0.00±0.00
2.45± 0.41
579.57± 4.88
Tab. 12 - BAs content (ppm) produced by E. coli isolated by the Formaggio di Fossa
(average ± S.D.).
Bacteria β-Phenylethylamine
Putrescine
E.coli
0.00± 0.00
1216.16± 8.96
E.coli
0.00± 0.00
83.37± 0.16
E.coli
0.00± 0.00
696.74± 21.52
Cadaverine
50.19± 0.49
1077.05± 5.06
Histamine
Thyramine
Spermidine Spermine
0.00± 0.00 631.67± 17.21 0.00± 0.00 17.65± 9.17
0.00± 0.00 497.16± 0.15
0.00± 0.00
543.46± 13.88 4.63± 0.12 563.46± 7.17
0.00± 0.00
Total
1915.67±0.42
0.00± 0.00
1657.58±5.07
0.00± 0.00 1808.28±42.71
Roig-Sagués et al. (1997) and Landete et al. (2007) noticed an intense decarboxilase
activity against the precursors of putrescine and cadaverine (respectively ornithine and
lysine) by some bacteria belonging to the Enterobacteriaceae family, according to the
results of the present study about coliforms and E. coli (tables 9, 10, 11 and 12) that
showed a marked thyrosine-decarboxilase activity.
As reported in table 9 and according to Landete et al. (2007), Citrobacter braakii
appeared to be the only hystamine producer among coliforms.
In tables 13 and 14 the data referred to BA production by Staphylococcus spp. in 2
months seasoned cheese and Formaggio di Fossa are reported, rispectively.
Tab. 13 - BAs content (ppm) produced by bacteria belonging to Staphylococcus genus
isolated by 60 days factory -seasoned cheese (average ± S.D.).
116
Bacteria
β-Phenylethylamine
Putrescine
Cadaverine
Histamine
Thyramine
Spermidine
Spermine
Staphylococcus spp
0.00±0.00
18.55± 1.41
357.90± 0.63
0.00±0.00
371.92± 0.63
0.00±0.00
7.85± 0.57
756.23±
3.24
Stap. xylosus
0.00±0.00
48.76± 0.22
379.46± 1.49
0.00±0.00
412.49± 1.02
0.00±0.00
4.85± 0.10
845.56±
2.39
Stap. xylosus
0.00±0.00
0.00±0.00
0.00±0.00
0.00±0.00
623.90± 16.45
0.00±0.00
0.00±0.00
623.90±
16.45
Total
Tab. 14 - BAs content (ppm) produced by bacteria belonging to Staphylococcus genus
isolated by the Formaggio di Fossa (average ± S.D.).
Bacteria
Stap. warnery
Stap. saphrofiticus
β-Phenylethylamine
Putrescine
0.00± 0.00
695.79± 4.29
13.38± 0.83
Cadaverine Histamine Thyramine Spermidine
16.14± 0.43 0.00± 0.00 0.00± 0.00 0.00± 0.00
Spermine
Total
8.79± 2.35
720.72±6.21
0.00±
0.00
0.00±
0.00
0.00±
0.00
694.61± 29.84 41.70± 0.17
22.77± 10.66 772.46±41.51
The isolated staphylococci belonged to saprophyte and coagulase-negative species.
Staph. warnery was isolated less frequently than Staph. saphrofiticus. Actually,
saprophyte species are very important in the ripening process of fermented salami and in
the centripetal ripening of some moulded rind cheeses as Taleggio (Galli Volonterio,
2009). In the present study, the isolated species of staphylococci showed unsteady
ornithine, lysine and tyrosine-decarboxilase activity, while some authors report strong
lysine and tyrosine-decarboxilase activity by Staphylococcus spp., including Staph.
aureus (Landete et al, 2007; De las Rivas et al, 2007).
Table 15 shows the data concerning BA production by some of the microbial starters
used in the manufacturing of the Formaggio di Fossa.
117
Tab. 15- BAs content (ppm) produced by microbial starters used in the manufacturing of
the Formaggio di Fossa (average ± S.D.).
Starters
Lactococcus spp
Streptococcus thermophilus
β-Phenylethylamine Putrescine Cadaverine Histamine
0.00± 0.00
0.00± 0.00 0.00± 0.00 0.00± 0.00
0.00± 0.00
Thyramine
0.00± 0.00
Spermidine
Spermine
Total
0.00± 0.00 47.90± 15.11 47.90±15.11
0.00± 0.00 0.00± 0.00 0.00± 0.00 192.91± 17.08 0.00± 0.00 23.66± 3.09 216.58±13.99
CONCLUSIONS
The last part of the present study that aimed to test the decarboxilase activity of the
isolated germs is important because the complex of biochemical reactions that resumes
during the pit ripening can lead to the production of BAs, as seen in previously reported
analyses (determination of BAs in cheese purchased from the market, isolation of
microbial flora in the samples).
Considering the data that show the low values of BAs detected in the control cheese, it
could be asserted that the in-pit ripening really represents an added value for the
product, as well as its typical aspect, with no influence, but positive in case, on its
hygienic and sanitary features.
118
Dedicata
a tutti gli angeli che ho incontrato
nella mia strada,
alla mia famiglia
e alla mia Università,
119
“A UNA UNIVERSITA' FUORI REGIONE
Ho guardato una costruzione di cemento e le ho detto: ti affido mia figlia. Accoglila
bene negli anni in cui lei studierà qui, lontana dalla sua città, dalla sua famiglia.
Ho accarezzato con lo sguardo il cemento, perché i muri fatti di quel cemento,
accarezzassero con la loro anima di pietra i giorni in cui mia figlia studierà tra queste
mura, vivrà in questo posto che le sarà familiare, più familiare della terra in cui è
vissuta fino a ora.
Ho detto alla costruzione bassa e quadrata, piccola per fortuna, così potrà accoglierla
meglio: fatti mamma, prenditi il mio amore, trattienilo tra le tue fessure, intorno alle
finestre e alle porte, sui vetri, nei caloriferi, e poi rilascialo a poco a poco, perché lei lo
respiri, quando sarà sola. Dalle gioia, insieme ai libri che ama, agli studi che ha scelto,
ai docenti che le parleranno, che le spiegheranno e la faranno innamorare di ciò che
dovrà studiare. Dalle serenità, fluidità di vita, voglia di resistere quando sentirà
salire il pianto. Non farla piangere, ti prego. Ha meno di vent'anni, è una bambina.
Non permetterle di avere nostalgia, di me, delle sorelle, di suo padre, di sua nonna, del
suo ragazzo, dei suoi animali, della sua stanza, della sua casa, della sua aria, più
calda di questa, meno fine.
Il vento tra gli alberi mi ha risposto, al posto del cemento che non sa parlare: vai
pure, accoglieremo tua figlia, l'avremo a cuore.
Ho ripreso il treno più sollevata. Mentre ringraziavo il vento, l'aria, e i muri di
cemento, i negozi, due gatti in un giardino.
Ho amato questo posto, perché mia figlia lo avrebbe amato, e ricordato per sempre,
negli anni a venire, quando tornerà nella sua terra e qualche volta avrà il desiderio di
ripartire.” (1999)
Ada Celico
120
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