Questo articolo approfondisce un patogeno sporigeno che, come Bacillus cereus, dipende dal controllo del tempo e della temperatura, e integra microbiologia nell'industria della carne.
Indice dell'articolo
Un patogeno che non si elimina cucinando
Clostridium perfringens è un batterio gram-positivo, anaerobio e sporigeno che vive nel suolo e nell'intestino di persone e animali. La carne e il pollo crudi lo portano spesso con sé, e anche gli ingredienti aggiunti contribuiscono: la guida sulla stabilizzazione di USDA-FSIS cita un'indagine in cui sono state isolate spore di C. perfringens nell'80 % di 54 spezie ed erbe analizzate. Che sia presente in un prodotto crudo non è di per sé un problema. Il problema inizia dopo la cottura.
La cottura distrugge le cellule vegetative di C. perfringens e di quasi tutta la flora competitiva, comprese Salmonella ed E. coli, ma le spore sopravvivono. Se poi la preparazione si raffredda lentamente, le spore germinano in un alimento quasi privo di flora competitiva e le cellule si moltiplicano molto rapidamente. FSIS indica che la sua temperatura ottimale di crescita è tra 43 °C e 47 °C, con un limite superiore vicino a 54 °C, e che nella carne macinata a quella temperatura il tempo di generazione può essere di circa 7 minuti. Per questo il patogeno è associato meno a un ingrediente contaminato che a un difetto di processo: una grande pentola che impiega ore a scendere di temperatura. Lo stesso meccanismo di spore che sopravvivono alla cottura compare in Bacillus cereus, pur con un'altra tossina e altri alimenti tipici.
L'enterotossina CPE: la malattia si produce nell'intestino
A differenza di Staphylococcus aureus, che forma la sua tossina nell'alimento, C. perfringens fa ammalare perché si ingerisce una grande quantità di cellule vive. Una parte sopravvive al passaggio nello stomaco e, sporulando nell'intestino tenue, libera l'enterotossina di C. perfringens (CPE). Solo i ceppi con il gene cpe causano la tipica intossicazione alimentare; questo gene può trovarsi nel cromosoma o su plasmidi, come definisce la norma ISO 15213-2. Per questo una conta elevata di C. perfringens in un alimento indica un rischio, ma da sola non conferma che il ceppo sia enterotossigeno.
Il quadro clinico è caratteristico. Secondo i CDC, i sintomi compaiono da 6 a 24 ore dopo il pasto, sono principalmente diarrea e crampi addominali, e durano di solito circa un giorno. In genere è lieve, ma i CDC avvertono che nei bambini piccoli la disidratazione può progredire rapidamente, e l'unico decesso da questo agente registrato nell'UE nel 2024 è avvenuto in una residenza per anziani.
Che cosa dicono i dati: pochi focolai, molti malati per focolaio
Stati Uniti
I CDC stimano che C. perfringens causi quasi 900.000 malattie trasmesse da alimenti all'anno negli Stati Uniti. I focolai si concentrano a novembre e dicembre, legati ai pasti delle festività, e in ospedali, mense scolastiche, carceri, residenze ed eventi con catering, dove mantenere la temperatura di grandi volumi è difficile. Gli alimenti più coinvolti sono le carni di pollame, bovino e suino e i sughi di carne.
Un'analisi dei CDC pubblicata da Grass, Gould e Mahon (2013) ha esaminato i focolai confermati tra il 1998 e il 2010: 289 focolai, 15.208 malati, 83 ricoveri e 8 decessi, con una mediana di 24 malati per focolaio. Tra i focolai attribuiti a un solo tipo di alimento, la carne bovina è stata la più comune (46 %), seguita dal pollame (30 %) e dal suino (16 %). I ristoranti sono stati il luogo di preparazione più frequente (43 %), seguiti da servizi di catering (19 %), abitazioni (16 %) e carceri (11 %). I fattori contribuenti più segnalati sono stati lasciare gli alimenti per diverse ore a temperatura ambiente (39 % dei focolai), il raffreddamento lento (38 %) e il mantenimento a caldo insufficiente (32 %).
Unione Europea
Il rapporto One Health di EFSA ed ECDC ha registrato nel 2024 un totale di 65 focolai da tossine di C. perfringens in 10 Stati membri, con 2.104 casi, 9 ricoveri e 1 decesso. La dimensione media è stata di 32,4 casi per focolaio, contro 8,2 nei focolai da Salmonella. Quattro focolai molto grandi hanno sommato 538 casi: due in istituti residenziali (carcere o collegio), uno in una mensa scolastica e uno in un grande evento con catering temporaneo. Nei 24 focolai con evidenza forte, gli alimenti sono stati soprattutto carni e prodotti a base di carne e piatti misti, e il rapporto indica l'abuso di tempo e temperatura durante la conservazione come il principale fattore contribuente per questo agente. Il dato del 2024 è inferiore del 53,6 % a quello del 2023, anche se l'EFSA chiede di interpretare con cautela i dati sulle tossine batteriche della Francia, che variano molto da un anno all'altro.
Il punto critico: il raffreddamento
Uno studio della rete EHS-Net dei CDC (Schaffner e collaboratori, 2015) ricorda che tra il 1998 e il 2008 il raffreddamento inadeguato ha contribuito a 504 focolai associati a ristoranti negli Stati Uniti e che, tra il 1998 e il 2002, C. perfringens ha causato 50 dei 102 focolai con agente noto legati a questo difetto. Misurando come raffreddano i ristoranti, hanno rilevato che solo il 65 % delle osservazioni rispettava il criterio del Food Code del 2009. I grandi pezzi di carne e gli stufati erano ciò che si raffreddava più lentamente. Gli alimenti con più di 7,6 cm di profondità avevano il doppio della probabilità di raffreddarsi più lentamente del richiesto; quelli che nessuno monitorava, più del doppio, e quelli raffreddati senza ventilazione, quasi il doppio.
Ristorazione: FDA Food Code 2022
Il Food Code, modello che la FDA offre perché venga adottato dalle giurisdizioni degli Stati Uniti, fissa nella sezione 3-501.14 un raffreddamento in due fasi per gli alimenti cotti che richiedono il controllo di tempo e temperatura:
- Prima fase: da 57 °C (135 °F) a 21 °C (70 °F) in 2 ore o meno.
- Totale: da 57 °C a 5 °C (41 °F) o meno in un massimo di 6 ore.
- Ingredienti a temperatura ambiente (per esempio alimenti ricostituiti): fino a 5 °C in 4 ore.
La sezione 3-501.15 elenca i metodi accettati: vassoi poco profondi, porzioni più piccole o sottili, abbattitori di temperatura, bagno di acqua e ghiaccio mescolando, contenitori che facilitino il trasferimento di calore e ghiaccio come ingrediente, con i contenitori scoperti o appena coperti. Si completa con il mantenimento a caldo a 57 °C o più (3-501.16) e con il riscaldamento per il mantenimento a caldo fino ad almeno 74 °C (165 °F) per 15 secondi, in non più di 2 ore (3-403.11).
Industria della carne: FSIS Appendix B
Per i prodotti a base di carne e pollame cotti, la normativa di USDA-FSIS impone uno standard di prestazione: nessuna crescita di C. botulinum e non più di 1 log di moltiplicazione di C. perfringens durante la stabilizzazione (9 CFR 318.17 e 381.150). La guida rivista del dicembre 2021 (FSIS-GD-2021-13, il cosiddetto Appendix B) propone opzioni di raffreddamento ritenute sufficienti per rispettarlo:
- Opzione 1.1: da 54,4 °C (130 °F) a 26,7 °C (80 °F) in 1,5 ore o meno, e da 26,7 °C a 4,4 °C (40 °F) in 5 ore o meno.
- Opzione 1.2: avviare il raffreddamento entro 90 minuti dalla cottura, scendere da 48,9 °C (120 °F) a 26,7 °C in 1 ora o meno e da 26,7 °C a 12,8 °C (55 °F) in 5 ore o meno, proseguendo fino a 4,4 °C.
- Opzione 1.3, per prodotti stagionati o salmistrati con almeno 100 ppm di nitrito di sodio e 250 ppm di ascorbato o eritorbato: da 54,4 °C a 26,7 °C in 5 ore e da 26,7 °C a 7,2 °C (45 °F) in 10 ore.
Poiché l'optimum di crescita (da 43 a 47 °C) cade nel primo tratto, tra 54,4 °C e 26,7 °C, è quello che conviene registrare con più dettaglio. La guida ricorda inoltre che sale, pH, attività dell'acqua e antimicrobici cambiano il margine: per esempio, l'attività dell'acqua limite per la crescita di C. perfringens è 0,93. Le aziende possono usare altri parametri se li convalidano; la microbiologia predittiva è uno degli strumenti per stimare quanto cresce il patogeno con una curva di raffreddamento reale. All'interno di un piano HACCP, il raffreddamento può essere trattato come un punto critico di controllo con limiti di tempo e temperatura.
Come si rileva in laboratorio
ISO 15213-2:2023, che succede a ISO 7937
Il metodo orizzontale di riferimento per la conta di C. perfringens è ISO 15213-2, pubblicata a novembre 2023, che annulla e sostituisce ISO 7937:2004. È una conta in piastra: il campione o le sue diluizioni vengono seminati per inclusione in agar triptosio solfito cicloserina (TSC, prima chiamato SC) con un secondo strato dello stesso terreno, e si incubano in anaerobiosi a 37 °C per 20 ore. Le colonie tipiche sono nere o da grigie a bruno-giallastre per la formazione di solfuro di ferro. Se interessa contare solo le spore, si applica un trattamento termico di 10 minuti a 80 °C prima della semina, che ora è facoltativo. Il metodo è stato convalidato su prodotti a base di carne pronti al consumo o da riscaldare, piatti composti, uova e ovoprodotti, frutta e ortaggi trasformati, formule e cereali per l'infanzia, alimenti per animali e campioni ambientali. Il suo limite pratico di conta è di oltre 100 UFC/g nei solidi con una sola piastra (vedi che cosa sono le UFC).
La serie si completa con ISO 15213-1, per i clostridi solfito-riduttori in generale, e ISO/TS 15213-3, per il rilevamento (presenza/assenza) di C. perfringens.
Conferma
Una colonia nera su TSC è C. perfringens presunto: anche altri clostridi solfito-riduttori anneriscono il terreno. La norma definisce confermato l'isolato che, inoltre, possiede l'enzima fosfatasi acida, e descrive anche la prova su agar solfito indolo motilità (SIM). Il risultato si esprime come UFC di C. perfringens confermato per grammo. Come opzione, l'allegato D include metodi molecolari per distinguere i ceppi patogeni per l'uomo (portatori del gene cpe) da quelli non patogeni. La logica generale di questa fase è in risultato presunto vs. confermato.
Quando un focolaio si considera confermato
I CDC accettano tre criteri: isolare almeno 10⁶ (un milione di) microrganismi per grammo nelle feci di due o più malati, dimostrare l'enterotossina nelle feci di due o più malati, oppure isolare almeno 10⁵ (centomila) microrganismi per grammo nell'alimento implicato. I criteri di conta valgono solo se il campione è stato gestito correttamente, per cui il trasporto e la conservazione fanno parte del risultato. FSIS, da parte sua, chiede che negli studi di challenge sul raffreddamento la misurazione finale della carica batterica includa sia le spore sia le cellule vegetative.
Che cosa può offrire TAAG rispetto a questo patogeno
L'attuale catalogo TAAG non include un kit per Clostridium perfringens, per i clostridi solfito-riduttori né per il rilevamento del gene cpe. Per la conta di questo patogeno, il metodo da usare resta ISO 15213-2 o un altro metodo alternativo convalidato per la matrice. Specio 00.1 Bacteria (V-SF14) rileva più di 80 batteri alterativi in bevande, prodotti lattiero-caseari, salse e superfici, ma è orientato all'alterazione e non dichiara C. perfringens tra i suoi bersagli, quindi non lo sostituisce.
Dove TAAG ha invece un ambito è in altri pericoli che condividono la stessa operatività delle cucine centralizzate e dei prodotti cotti pronti al consumo. Specio 1.2 S. aureus (V-SF39, PCR real-time con curva di melting) dichiara alimenti, bevande e superfici vive e inerti, e serve a sorvegliare il patogeno associato alla manipolazione. Specio 1.3 E. coli (V-SF167) copre le stesse matrici e fornisce un indicatore di igiene. Per la ricontaminazione dei prodotti cotti, Ampliora 2.3 Listeria spp. and L. monocytogenes (V-SF46) dichiara alimenti, bevande e superfici, con focus su carne e alimenti pronti al consumo (vedi alimenti RTE). Nessuno di questi sostituisce il controllo delle curve di raffreddamento, che è la misura principale contro C. perfringens.
Conclusione
Clostridium perfringens non si controlla con una cottura più intensa, perché le sue spore vi resistono, ma con ciò che succede dopo: quanto tempo impiega l'alimento ad attraversare l'intervallo tra 54 °C e la temperatura ambiente. I dati dei CDC e dell'EFSA concordano sul profilo dei suoi focolai: carni e piatti preparati in grandi volumi, serviti in mense, residenze, carceri ed eventi, con molti malati per focolaio. L'FDA Food Code e l'Appendix B di FSIS traducono questo rischio in curve di raffreddamento concrete che conviene misurare e registrare. In laboratorio, ISO 15213-2 permette di quantificare il patogeno e confermare gli isolati, e l'interpretazione di una conta dipende dal fatto che il campione sia arrivato in buone condizioni.
Informazioni su TAAG
Chiedi a TAAG come integrare il controllo del raffreddamento con il monitoraggio dell'igiene e di altri patogeni, per esempio con Specio 1.2 S. aureus o Specio 1.3 E. coli.
Domande frequenti
Perché Clostridium perfringens sopravvive alla cottura?
Perché forma spore resistenti al calore. La cottura uccide le cellule vegetative, ma le spore sopravvivono, vengono attivate dal calore e germinano se l'alimento si raffredda lentamente. Non essendoci più flora competitiva, le cellule si moltiplicano molto rapidamente tra circa 54 °C e la temperatura ambiente.
Quanto tempo ho per raffreddare una preparazione cotta in un servizio di ristorazione?
L'FDA Food Code 2022 richiede di scendere da 57 °C a 21 °C in 2 ore o meno e di arrivare a 5 °C o meno in un totale di 6 ore. Per riuscirci raccomanda vassoi poco profondi, porzioni piccole, bagni di ghiaccio o abbattitori di temperatura.
Che differenza c'è tra il Food Code e l'Appendix B di FSIS?
Il Food Code si applica a ristoranti, mense e servizi di ristorazione. L'Appendix B è una guida di USDA-FSIS per gli stabilimenti di prodotti a base di carne e pollame cotti, con opzioni che limitano la crescita di C. perfringens a 1 log o meno; l'opzione 1.1 richiede di scendere da 54,4 °C a 26,7 °C in 1,5 ore e poi a 4,4 °C in 5 ore.
Quale norma si usa per contare Clostridium perfringens negli alimenti?
ISO 15213-2:2023, che ha sostituito ISO 7937:2004. È una conta su agar TSC con incubazione anaerobica a 37 °C per 20 ore e conferma delle colonie tipiche mediante la prova della fosfatasi acida.
Una conta elevata di C. perfringens prova che l'alimento ha causato un focolaio?
Non da sola. I CDC considerano confermato un focolaio se si isolano almeno 10⁵ microrganismi per grammo nell'alimento implicato o 10⁶ per grammo nelle feci di due o più malati, oppure se si rileva l'enterotossina nelle feci. Inoltre, solo i ceppi con il gene cpe causano l'intossicazione.