Completa l'articolo sulla microbiologia dell'acqua del Centro di Apprendimento TAAG: qui vediamo che cosa rivela ciascun indicatore preso singolarmente.
Indice dell'articolo
Tre indicatori, tre domande diverse
Quando un rapporto di laboratorio sull'acqua riporta coliformi totali, E. coli ed enterococchi, non sta ripetendo tre volte la stessa misura. Ogni indicatore risponde a una domanda diversa: se il trattamento e la rete stanno funzionando, se c'è stata una contaminazione fecale recente e se tale contaminazione potrebbe portare con sé patogeni più resistenti di E. coli. Nell'articolo sulla microbiologia dell'acqua abbiamo visto perché si lavora con indicatori invece di cercare ogni possibile patogeno; qui l'attenzione è sulla lettura di ciascun risultato separatamente e su cosa fare quando uno risulta positivo.
Coliformi totali: il gruppo ampio
Secondo le Linee guida per la qualità dell'acqua potabile dell'OMS, i coliformi totali sono bacilli gram-negativi, aerobi o anaerobi facoltativi e non sporigeni, che crescono in presenza di sali biliari e fermentano il lattosio con produzione di acido o aldeide in 24 ore a 35-37 °C. Fermentando il lattosio producono l'enzima β-galattosidasi, che è alla base di molti metodi cromogenici ed enzimatici.
Citrobacter, Klebsiella ed Enterobacter
Tradizionalmente si riteneva che il gruppo comprendesse i generi Escherichia, Citrobacter, Klebsiella ed Enterobacter, anche se l'OMS precisa che è più eterogeneo e include altri generi come Serratia e Hafnia. Molti di questi batteri sono di origine ambientale: vivono nel suolo e nell'acqua e possono sopravvivere e moltiplicarsi all'interno dei sistemi di distribuzione, soprattutto dove sono presenti biofilm. Per questo l'OMS non li considera un indicatore utile di patogeni fecali.
Il loro valore sta altrove: devono essere assenti subito dopo la disinfezione, per cui la loro presenza indica un trattamento insufficiente. Se compaiono nella rete o in un serbatoio di accumulo, segnalano ricrescita, formazione di biofilm o ingresso di materiale estraneo, come terra o residui vegetali. È una logica simile a quella degli enterobatteri come indicatore di igiene sulle superfici: segnalano un guasto del sistema, non un patogeno specifico.
Termotolleranti ("fecali") ed E. coli
All'interno dei coliformi totali, quelli che fermentano il lattosio a 44-45 °C sono detti termotolleranti; in pratica molti laboratori li chiamano ancora "coliformi fecali". Nella maggior parte delle acque il genere predominante è Escherichia, ma anche alcuni tipi di Citrobacter, Klebsiella ed Enterobacter sono termotolleranti, per cui il gruppo può includere organismi ambientali.
E. coli si distingue dagli altri termotolleranti per la produzione di indolo a partire dal triptofano o per l'enzima β-glucuronidasi. È presente in quantità molto elevate nelle feci umane e animali, compare raramente in assenza di contaminazione fecale e le condizioni di una rete di distribuzione ne permettono difficilmente la crescita. Per questo l'OMS lo considera l'indicatore più adatto di contaminazione fecale e accetta i termotolleranti solo come alternativa meno affidabile. Se vuoi approfondire la specie e i suoi ceppi patogeni, leggi l'articolo su E. coli e STEC.
Enterococchi intestinali: l'indicatore più resistente
Gli enterococchi intestinali sono batteri gram-positivi, tolleranti al sale e al pH alcalino, che l'OMS raggruppa in quattro specie: Enterococcus faecalis, E. faecium, E. durans ed E. hirae. Nelle feci umane sono presenti di solito in quantità di circa un ordine di grandezza inferiori a E. coli e la maggior parte delle specie non si moltiplica nell'acqua.
Il loro principale vantaggio è la persistenza: sopravvivono più a lungo di E. coli nell'ambiente acquatico, resistono meglio all'essiccamento e sono più resistenti alla clorazione. Per questo si usano nell'acqua grezza come indicatore di patogeni fecali più persistenti, nell'acqua potabile a complemento dell'analisi di E. coli e per verificare la qualità dell'acqua dopo riparazioni della rete o la posa di nuove tubazioni.
Che cosa significa un positivo e quale azione si intraprende
- Coliformi totali positivi, E. coli negativo: non prova una contaminazione fecale, ma indica un guasto del trattamento o dell'integrità della rete. Si ripete il campionamento, si verifica la disinfezione e si cercano punti di ingresso o biofilm nella rete.
- E. coli o termotolleranti positivi: evidenza di contaminazione fecale recente. L'OMS richiede un'indagine immediata: nuovo campionamento e ricerca della causa, come un trattamento inadeguato o una rottura nella rete.
- Enterococchi intestinali positivi: indicano anch'essi una contaminazione fecale recente e richiedono la stessa indagine. Se compaiono senza E. coli, conviene considerare una contaminazione meno recente o un'acqua clorata in cui E. coli è già stato inattivato.
Cosa richiedono le norme
L'OMS stabilisce che E. coli (o, in sua assenza, i termotolleranti) non deve essere rilevabile in alcun campione da 100 ml di acqua destinata direttamente al consumo. La Direttiva (UE) 2020/2184 fissa 0 per 100 ml per E. coli ed enterococchi intestinali come parametri microbiologici obbligatori (0 per 250 ml nell'acqua confezionata) e lascia i batteri coliformi come parametro indicatore, sempre con 0 per 100 ml, pensato per verificare che le misure di controllo funzionino. Come metodi di riferimento cita la EN ISO 9308-1 o 9308-2 per E. coli e coliformi e la EN ISO 7899-2 per gli enterococchi.
Negli Stati Uniti, la Revised Total Coliform Rule dell'EPA, obbligatoria dal 1° aprile 2016, fissa un livello massimo (MCL) per E. coli e utilizza i coliformi totali come innesco di un approccio "trova e correggi". Dopo un positivo per coliformi totali si prelevano tre campioni di ripetizione entro 24 ore; l'accumulo di positivi attiva una valutazione di livello 1, mentre una violazione dell'MCL per E. coli attiva una valutazione di livello 2 e un avviso pubblico immediato.
L'acqua nello stabilimento alimentare: ingrediente e strumento di processo
Per l'industria alimentare questi limiti non sono estranei. La Direttiva 2020/2184 include espressamente nella sua definizione l'acqua utilizzata in un'impresa alimentare per la fabbricazione, il trattamento, la conservazione o l'immissione sul mercato di prodotti destinati al consumo umano. A sua volta, il Regolamento (CE) n. 852/2004 richiede un'adeguata erogazione di acqua potabile, da utilizzare ogni volta che sia necessario per evitare la contaminazione degli alimenti; il ghiaccio a contatto con gli alimenti deve essere prodotto con acqua potabile (o acqua pulita nel caso dei prodotti della pesca interi) e l'acqua riciclata deve soddisfare gli stessi requisiti dell'acqua potabile, salvo che l'autorità competente accetti diversamente.
In pratica conviene distinguere due usi:
- Acqua come ingrediente: bevande, salamoie, impasti o ghiaccio. Qualsiasi indicatore fecale positivo incide direttamente sul prodotto e sulla tracciabilità del lotto.
- Acqua di processo: lavaggio delle materie prime, raffreddamento, pulizia di attrezzature e superfici. Qui i coliformi totali sono un allarme precoce sulla presenza di biofilm in serbatoi, tubi flessibili o circuiti di ricircolo.
Definire punti di campionamento rappresentativi (ingresso in stabilimento, uscita dai serbatoi, punti di utilizzo) e seguirne l'andamento nel tempo è importante quanto il limite. Ricorda anche che questi risultati si esprimono come presenza/assenza o conta per volume d'acqua, non come le UFC per grammo abituali negli alimenti.
Come si rileva con i metodi molecolari
I metodi di riferimento per questi indicatori restano colturali, con incubazioni da 24 a 48 ore più la conferma. La PCR in tempo reale consente di identificare i generi coinvolti a partire dal loro materiale genetico e di avere una lettura precoce che orienti l'indagine. Per l'acqua TAAG offre i kit Ampliora 3.11 WaterScan (Escherichia coli, Citrobacter spp. e Klebsiella spp.), Ampliora 3.12 WaterScan (Enterococcus spp., Enterobacter spp. ed Escherichia spp.) e Ampliora 6.1 WaterScan Plus, che riunisce i sei target in un unico kit. Poiché la PCR rileva generi e non replica la definizione colturale di "coliforme" o di "enterococco intestinale", i suoi risultati completano, e non sostituiscono, i metodi richiesti dalla normativa applicabile.
Conclusione
Coliformi totali, termotolleranti, E. coli ed enterococchi intestinali formano una scala di specificità: i primi sorvegliano il trattamento e la rete, E. coli conferma una contaminazione fecale recente e gli enterococchi rivelano una contaminazione più persistente o resistente alla clorazione. Per uno stabilimento alimentare, dove l'acqua è ingrediente e strumento di processo, leggere ciascun indicatore separatamente permette di passare da un risultato positivo a un'azione concreta: ripetere il campionamento, verificare la disinfezione o cercare l'origine fecale.
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Domande frequenti
Un positivo per coliformi totali significa che l'acqua ha una contaminazione fecale?
Non necessariamente. Il gruppo include generi ambientali come Citrobacter, Klebsiella o Enterobacter, che vivono nel suolo e nell'acqua. Un positivo indica un guasto del trattamento o dell'integrità della rete; la contaminazione fecale si conferma con E. coli o con gli enterococchi intestinali.
Che differenza c'è tra coliformi fecali ed E. coli?
Coliformi fecali è il nome abituale dei coliformi termotolleranti, che fermentano il lattosio a 44-45 °C. Per la maggior parte sono E. coli, ma includono anche alcuni tipi di Citrobacter, Klebsiella ed Enterobacter. Per questo l'OMS considera E. coli l'indicatore più preciso.
Perché si analizzano gli enterococchi se si analizza già E. coli?
Perché gli enterococchi intestinali sopravvivono più a lungo nell'acqua e resistono meglio alla clorazione e all'essiccamento. Possono rivelare una contaminazione fecale che E. coli non riflette più; per questo la Direttiva (UE) 2020/2184 li include come parametro obbligatorio insieme a E. coli.