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APPROFONDIMENTI

Sicurezza alimentare e Irradiazione

Il problema della sicurezza alimentare continua a preoccupare e a far discutere gli esperti e i consumatori. L'irradiazione degli alimenti contro il rischio microbiologico rappresenta sicuramente un approccio drastico, che tuttavia viene riproposto con una certa insistenza. Una recente rassegna sull'argomento, a cura di R. V. Tauxe, è ospitata dalla rivista Emerging Infectious Diseases. Ne riportiamo una sintesi, avvertendo comunque che le considerazioni espresse dall'Autore sono riferite alla situazione degli Stati Uniti e non sono quindi automaticamente trasferibili alla realtà di altri Paesi. Per approfondimenti, rinviamo all'articolo originale (Robert V. Tauxe. Food Safety and Irradiation: Protecting the Public from Foodborne Infections. Emerg Infect Dis 2001, 7, 3, Suppl., 516-521).

Foto di Salmonella Si stima che, negli Stati Uniti, le tossinfezioni alimentari producano ogni anno 76 milioni di casi di malattia e 325.000 ricoveri ospedalieri - oltre 1 persona su 1.000 - . I patogeni responsabili delle manifestazioni più gravi sono Salmonella, E. coli O157:H7 e altri sierotipi produttori di Shiga-tossina, Campylobacter, Listeria e Toxoplasma. Questi microrganismi provocano annualmente un numero stimato di 3,5 milioni di infezioni, 33.000 ospedalizzazioni e 1.600 decessi.
Per prevenire le malattie trasmesse da alimenti si può far ricorso a metodi tradizionali o a tecnologie avanzate.

Metodi tradizionali: sanitizzazione e pastorizzazione

Bottiglie di latte Queste tecnologie, che comprendono fondamentalmente la sterilizzazione dello scatolame e la pastorizzazione del latte, sono oggi di uso corrente, tuttavia hanno stentato ad affermarsi per due ragioni principali: il timore che i trattamenti potessero incidere negativamente sulle caratteristiche organolettiche e nutrizionali dei prodotti; il timore che il prodotto di partenza potesse essere più sporco rispetto all'equivalente non trattato. L'esperienza a posteriori ha dimostrato che l'impiego di questi processi ha eliminato le epidemie di botulismo da conserve industriali e ha reso estremamente rare le epidemie diffuse attraverso il latte. Le rare epidemie attribuite al latte pastorizzato sono dovute di solito a difetti nei processi a valle della pastorizzazione.

Tecnologia odierna: irradiazione degli alimenti

L'uso di radiazioni ad alta energia per uccidere i microrganismi negli alimenti risale, negli Stati Uniti, al 1921, quando fu dimostrato che con questo mezzo si potevano eliminare le larve di trichina nella carne di maiale. L'industria, che impiega le radiazioni nelle procedure standard di sterilizzazione di prodotti biomedicali, ha sviluppato 3 diverse tecnologie che possono essere utilizzate per trattare gli alimenti.

Irradiazione gamma

Atomo La tecnologia dell'irradiazione gamma impiega raggi gamma ad alta energia, emessi da cobalto 60 o cesio 137. Queste sorgenti radioattive sono prodotte nei reattori nucleari commerciali e hanno un’emivita abbastanza lunga. Gli alimenti vengono introdotti in camere con una spessa schermatura ed esposti ai raggi gamma per tempi definiti. Quando le sorgenti radiogene non sono in uso, vengono conservate in vasche d'acqua, che assorbono tutte le radiazioni. Questi raggi ad alta energia possono penetrare in profondità, rendendo possibile il trattamento di grosse quantità di alimenti già confezionati per la spedizione.

Irradiazione con fasci di elettroni

La tecnologia del fascio elettronico usa una corrente di elettroni ad alta energia, altrimenti conosciuti come raggi beta, sparati da un cannone elettronico. La tecnologia è la stessa del tubo catodico nel televisore, anche se molto più potente. Gli elettroni possono penetrare negli alimenti solo per pochi centimetri, perciò i prodotti da trattare devono essere esposti in strati sottili. Una sottile schermatura metallica è sufficiente ad impedire che gli elettroni fuoriescano dalla camera di trattamento. Quando la sorgente di elettroni non viene usata, è sufficiente togliere la corrente per inattivarla. Non c'è presenza di materiale radioattivo.

Irradiazione X

Questa tecnologia, che è la più recente, combina le proprietà delle due precedenti. Raggi X ad alta energia possono essere prodotti se un fascio elettronico incide su un sottile foglio di metallo. Come i raggi gamma, i raggi X possono penetrare in un alimento a profondità assai maggiori che un fascio di elettroni. Tuttavia, le sorgenti di raggi X possono essere accese e spente e non necessitano di materiale radioattivo.

Effetto delle radiazioni sui microrganismi

Le radiazioni agiscono danneggiando il DNA, provocando rotture o altre modificazioni che impediscono la crescita o la riproduzione dei microrganismi. L'unità di dose assorbita viene detta Gray e corrisponde a 100 rad del vecchio sistema di misura. Le forme viventi più complesse sono danneggiate da dosi più basse rispetto alle forme più semplici. Così, una dose inferiore a 0,1 kiloGray uccide insetti e parassiti e impedisce alle piante di germogliare. Una dose fra 1,5 e 4,5 kiloGray uccide la maggior parte dei batteri patogeni, escluse le spore. Una dose più alta, fra 10 e 45 kiloGray, inattiva le spore e alcuni virus. I prioni, che non contengono acidi nucleici, sono difficili da inattivare con le radiazioni. La dose letale per l'uomo è di 4 Gray.

La dose necessaria per trattare un alimento varia a seconda dell'alimento e del patogeno bersaglio. In genere è necessaria una dose più alta per uccidere lo stesso numero di organismi in un cibo congelato rispetto ad uno refrigerato. Si dice D-dose l'entità dell'irradiazione richiesta per distruggere il 90% degli organismi, cioè per abbassarne la concentrazione di 1 logaritmo decimale.

Tabella 1. D-dose (entità dell'irradiazione richiesta per distruggere il 90% degli organismi) in kiloGray per patogeni selezionati, a temperatura di refrigerazione.

Patogeni	D-dose in kGray
Campylobacter	0,20
Toxoplasma (cisti)	0,25
E. coliO157	0,30
Listeria	0,45
Salmonella	0,70
C. botulinum (spore)	3,60

L'effetto dell'irradiazione sulle caratteristiche organolettiche dei cibi è solitamente minimo per dosi fino a 7,5 kGray. Gli alimenti non diventano radioattivi, tuttavia non sempre sopportano l'irradiazione senza modificazioni della qualità. Le carni ad elevato contenuto di grasso possono sviluppare odori sgradevoli; l'albume d'uovo può diventare lattescente e liquido; le ostriche irradiate possono morire e questo accorcia sostanzialmente la loro vita commerciale.

Gli effetti nutrizionali dell'irradiazione sono stati studiati a fondo e sono limitati ad una modesta diminuzione di alcune vitamine, tiamina in particolare, e alla produzione di radicali liberi ossidanti, che reagiscono quasi immediatamente nel cibo e quindi non persistono. Non sono stati osservati effetti negativi in animali da esperimento alimentati con cibi irradiati, né in volontari umani.

Alimenti candidati all'irradiazione

Hamburgher Sulla base delle conoscenze epidemiologiche concernenti le modalità di trasmissione dei più importanti patogeni alimentari, i principali alimenti candidati all'irradiazione sono:
carne tritata, per distruggere E. coli 0157; carne di pollo, per eliminare Campylobacter; carne bovina e di pollo, per eliminare Salmonella; carni confezionate pronte al consumo (hot dogs) per eliminare Listeria; carni di maiale, per eliminare Toxoplasma.

Benefici potenziali dell'irradiazione di carne e pollame

Se si ipotizza di irradiare il 50% delle carni bovine, di pollo, maiale e delle carni lavorate, si possono stimare i potenziali benefici dell'irradiazione con semplici calcoli. Assumendo che questi cibi siano la fonte del 50% delle infezioni alimentari da Salmonella, E. coli, Campylobacter, Listeria e Toxoplasma, i potenziali benefici dell'irradiazione sarebbero rappresentati da una riduzione del 25% nella morbilità e mortalità per queste infezioni.

Tabella 2. Numero potenziale di problemi sanitari evitabili annualmente negli Stati Uniti con l'irradiazione del 50% di carni e pollame.

Patogeno	Casi	Ricoveri	Morti
E. coli O157	23.000	700	20
Campylobacter	500.000	2.600	25
Salmonella	330.000	4.000	140
Listeria	625	575	125
Toxoplasma	28.000	625	94
Totale	881.625	8.500	404*

*Il testo originale riporta la cifra 352.

Questioni generali riguardo all'irradiazione degli alimenti

Striscio di salmonella su piastra con terreno di coltura Inchieste condotte negli Stati Uniti mostrano che circa il 50% della popolazione è disposta ad acquistare alimenti irradiati. La percentuale può salire fino a 80-90 se i consumatori comprendono che l'irradiazione riduce i batteri patogeni.
Gli interrogativi dei consumatori possono essere diversi. Qualcuno può chiedersi se il cibo irradiato è sicuro, anche se i test effettuati non hanno mostrato alcun rischio. Altri possono obiettare sulla sicurezza della tecnologia, in particolare per l'uso delle sorgenti radioattive. Un'obiezione più forte riguarda la possibilità di un peggioramento negli standard produttivi dell'industria, che potrebbe essere tentata di risolvere i problemi di qualità produttiva con l'irradiazione finale.
La definizione di norme e di standard per il processo di irradiazione potrebbe aumentare l'accettabilità generale di questa tecnologia, aiutando l'industria alimentare a svilupparla. Le procedure di irradiazione possono essere monitorate e regolate al pari delle procedure di pastorizzazione o di sterilizzazione in campo medico. Il potenziale beneficio dell'irradiazione anche soltanto di carne e pollame è sostanziale, consentendo di prevenire un elevatissimo numero di casi di malattie trasmesse da alimenti.