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Il Pesce nr. 2, 2011

Rubrica: La pagina scientifica
Articolo di Cantoni C.
(Articolo di pagina 117)

Presenza di batteri luminescenti in alimenti ittici e in altri alimenti di origine animale

 Nell’estate del 2010 in Italia si sono verificati alcuni episodi di emissione di una luce brillante verde-blu da alimenti conservati al buio, suscitando perplessità e curiosità tra gli “eventuali” consumatori. Di solito l’emissione di tale luminescenza si verifica da alimenti ittici; in certe occasioni essa si è però manifestata anche in carni di pollo (limitatamente all’Italia), braciole di carne suina, pollo cotto e carni bovine (in Australia). È parso quindi utile fornire un chiarimento su questo fenomeno che, quando si verifica, turba il consumatore ignaro della sua causa.


Luminescenza nei prodotti ittici

Episodi di luminescenza di alimenti ittici sono noti da tempo. Parecchi consumatori pensano che la luminescenza dell’alimento ittico (glowing) sia dovuta a fitoplancton fosforescente oppure a fluorescenza. Ciò è errato, perché la luminescenza al buio del prodotto ittico non è dovuta a radiazione o a fluorescenza — che richiede l’azione della luce UV per provocare la reazione — bensì alla presenza sulla loro superficie di batteri in grado di emettere luce. La luminescenza batterica è dovuta a una reazione chimica catalizzata dalla luciferasi, una proteina simile a quella presente nelle lucciole. La reazione coinvolge l’ossidazione di un mononucleotide flavinico e un’aldeide alifatica a lunga catena da parte dell’ossigeno molecolare con la seguente formazione di flavina ossidata più un acido grasso e luce. Sette specie di fotobatteri sono luminose per l’attività dei loro geni lux (luxCDABEG). La quantità di luce emessa dai batteri luminescenti dipende dalla composizione del substrato di crescita (cibo), da quello del terreno di isolamento, dalla durata di incubazione del terreno colturale insemenzato, dalla temperatura di incubazione, dalla densità delle cellule batteriche e dalle specie. Tranne una specie, i Photobacterium richiedono la presenza di ione sodico nel substrato di crescita e per questa loro necessità sono denominati “alofili”.

I batteri luminescenti sono presenti, allo stato libero, negli oceani, sulla superficie e nell’intestino di pesci, molluschi e, come simbionti, con varie specie di pesci marini e di calamari. Per esempio, Photobacterium spp. sono localizzati in speciali organi luminosi di pesci teleostei. In Tabella 1 sono elencate le specie di Photobacterium finora identificati, l’habitat e le fonti di origine. I batteri P. phosphoreum sono presenti anche nei pesci viventi nelle acque profonde, mentre P. leiognathi è stato isolato da pesci viventi in acque temperate e tropicali. Molte specie ittiche marine formano simbiosi luminescenti con tre specie di Photobacterium: Photobacterium kishitani, Photobacterium leiognathi e Photobacterium mandaparmensisPer quanto riguarda i prodotti ittici P. phosphoreum è di importanza particolare, perché è il più diffuso ed è la causa più comune della luminescenza e dell’alterazione di filetti di pesce, salmoni e merluzzi del Sud Atlantico. Come tutti i Photobacterium spp. fa parte del genere Photobacterium, famiglia Vibrionaceae, classe Gammaproteobacteria, phylum Proteobacteria. È Gram negativo e cresce da 4°C a 20°C.

La dimostrazione della predominanza di P. phosphoreum nei casi di luminescenza è documentata da vari report della Food and Drug Administration in episodi manifestatisi in USA dal 1981 al 1998 (Californian Journal of Environmental Health 21, 15-18, 1998). Tutte le volte, gli alimenti luminescenti erano risultati di provenienza marina. La situazione ha cominciato a modificarsi nel 1997, quando il Bothell laboratory della FDA accertò la luminescenza di salmone reale preparato per il consumo in occasione di una cerimonia. Complessivamente risultarono luminescenti 10 campioni di salmone catturati in vari siti del fiume River, cioè in acque dolci, quindi in assenza apparente di sale, e P. phosphoreum venne isolato e ritenuto responsabile della loro luminescenza. Nel 2003 l’episodio si ripete e viene documentato da K.J. Budsberg e coll. (2003) in una pubblicazione scientifica intitolata “Isolation and identification of Photobacterium phosphoreum from an unexpected niche: migrating salmon”. Nel lavoro questi ricercatori riferiscono circa l’isolamento del fotobatterio da carni di salmone (Oncorhynchus kisutch) isolato nello Yukon River in Alaska. L’esemplare di salmone era risalito dal mare per 1.228 km. Questi isolamenti sollevavano l’interrogativo sulla possibilità di crescita di P. phosphoreum, germe tipicamente alofilo, in substrati apparentemente privi di ioni Na+.


Luminescenza in prodotti carnei

La questione si è complicata ancora con la segnalazione di tagli carnei luminescenti di maiale, bovino, pollo cotto e di polli e ritagli di pollo refrigerati, verificatesi, come si è prima accennato, in Australia, in Italia e in Cina. Anche in questi episodi, dai campioni analizzati è sempre isolato P. phosphoreum. Nella maggior parte dei casi osservati la luminescenza era dovuta alla presenza concomitante di prodotti ittici nei frigoriferi, dai quali il microrganismo si era diffuso per contaminazione crociata. Anche per questi episodi ci si chiede come possa un germe alofilo svilupparsi in substrati poveri o apparentemente mancanti di ioni sodio, raggiungendo concentrazioni così elevate da rendere visibile l’emissione di luce al buio. Per rispondere all’interrogativo si conoscono i seguenti elementi:

  • Photobacterium phosphoreum è un germe alofilo e alotollerante, può svilupparsi in presenza di meno di 0,2% di NaCl nel substrato di crescita;
  • probabilmente possiede della proteine di membrana (OMPs) denominate OMPW e OMPV in grado di garantire la sopravvivenza a diverse concentrazioni saline (Wu e coll., 2006);
  • può utilizzare per la crescita nucleotidi, nucleosidi e ammine basiche presenti nei substrati o derivanti dall’attività di altri microrganismi coesistenti contaminanti;
  • il microrganismo in certi substrati alimentari come il salmone, sembra venire protetto dal muco cutaneo del pesce;
  • per produrre la luce utilizza l’ATP del substrato in cui si trova;
  • non è, infine, esclusa la formazione di biofilm.

Un ultimo argomento fondamentale per spiegare la moltiplicazione del microrganismo è la determinazione delle concentrazioni di ioni sodio o di cloruro di sodio negli alimenti luminescenti. In nessuna delle analisi eseguite dai vari ricercatori si è provveduto in proposito ed è, quindi, auspicabile che ciò venga effettuata in casi futuri analoghi.


Pericolosità dei fotobatteri per il consumatore

L’innocuità dei fotobatteri è stata provata fin dal 1900 da E. Newton Harvey e relazionata nel volume intitolato “A history of luminescence from the earliest times until 1900”. Solo Photobacterium damselae subsp. damselae, patogeno per i pesci, può provocare intossicazione istaminica quando sviluppatosi in carne rossa di tonno.


Considerazioni finali

L’aumento degli episodi di luminescenza di alimenti contaminati da fotobatteri, le possibili alterazioni di alimenti ittici, la loro contaminazione crociata con altri alimenti consigliano di considerare con maggiore attenzione la reale situazione batteriologica determinando anche la presenza dei fotobatteri. Nelle prove batteriologiche normali attuali non si riesce ad evidenziare la loro presenza ed il loro numero, in quanto per la loro determinazione si devono impiegare terreni idonei allo scopo.

 


Carlo Cantoni
Libero Docente in Ispezione degli Alimenti di Origine Animale, Milano


Bibliografia
La bibliografia può essere richiesta all’autore.

 

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