Uno studio spagnolo ha valutato la possibilità di controllare il gonfiore precoce nei formaggi causato da E. coli addizionando al latte un cocktail composto da quattro colifagi, con risultati estremamente positivi. I fagi si sono infatti dimostrati efficaci nel ridurre la popolazione di E. coli e nel prevenire l’insorgenza di questo difetto senza alterare i parametri microbiologici o fisico-chimici del formaggio.
La crescita saprofita di E. coli può provocare la comparsa di indesiderabili fessure, crepe o occhiature nel formaggio, e l’insorgere del gonfiore precoce. Si tratta di uno dei più comuni difetti dei formaggi ed è causato dalla proliferazione dei coliformi presenti nel latte utilizzato per la caseificazione che metabolizzano il lattosio producendo acido lattico e quantità rilevanti di anidride carbonica o idrogeno.
La formazione delle occhiature di solito si verifica in determinati punti, ad esempio in corrispondenza di particelle di polvere o aperture meccaniche. Sebbene gli occhi possano essere tipici in alcune varietà di formaggi, i buchi causati dalla formazione di gas sono considerati un difetto in molti altri, specialmente se prodotti da coliformi, lieviti o clostridi. Ma oltre alla formazione delle occhiature, il gonfiore può avere altre conseguenze indesiderabili. La comparsa di buchi diminuisce la densità del formaggio, ostacolando il processo della salamoia aumentando la galleggiabilità. Inoltre, la produzione di gas aumenta la pressione interna, facendo aderire la superficie del formaggio alla garza durante la pressatura.
Per innescare il gonfiore precoce del formaggio è necessario che la popolazione di coliformi raggiunga una dimensione minima. Secondo diversi modelli di competizione microbica, la loro crescita negli alimenti è inibita quando la popolazione batterica dominante raggiunge la sua fase stazionaria a causa della competizione per una risorsa limitante comune o dell’accumulo di un prodotto finale inibitorio a cui alcune specie sono più sensibili di altre. Sulla base di ciò, i batteri lattici (LAB) sono stati utilizzati dalla fine del 19° secolo per limitare la potenziale crescita di microrganismi deterioranti, e anche di agenti patogeni di origine alimentare; tuttavia, le colture starter non sempre riescono a prevenire il gonfiore precoce, specialmente quando la popolazione iniziale di coliformi è elevata. I coliformi sono sensibili agli acidi, quindi il gonfiore precoce avviene all’inizio della fermentazione, mentre il pH è ancora alto. Per una data varietà di formaggio, esiste una finestra temporale in cui il pH svolge un ruolo minore nell’inibizione di E. coli. Le varietà di formaggio a pasta molle e alcune semidure, dove l’acidificazione è limitata, rappresentano un’ulteriore sfida. Il tempismo è importante anche per differenziare il gonfiore precoce da quello tardivo, che compare dopo 1 o 2 mesi di maturazione e di solito è causato dal Clostridium tyrobutyricum.
Il metodo più comune per eliminare gli agenti patogeni e i microrganismi deterioranti dal latte è la pastorizzazione, sebbene possa verificarsi anche che il latte non sia sufficientemente pastorizzato o che venga ricontaminato. Inoltre, questo trattamento termico inattiva enzimi importanti per la maturazione del formaggio ed elimina indiscriminatamente altri microrganismi benefici, compresi i LAB naturali. Pertanto, il latte crudo è obbligatorio nella produzione di molti formaggi tradizionali a denominazione di origine protetta di alta qualità. Tenendo conto di ciò, potrebbero essere necessarie strategie alternative per controllare E. coli in questa tipologia di alimenti.
Il controllo biologico, o biocontrollo, consiste nell’uso di un organismo per combattere un altro organismo, ed è considerato uno strumento efficiente per la biosicurezza, che va anche di pari passo con lo sviluppo sostenibile e la conservazione delle risorse naturali. I batteriofagi o fagi sono virus che infettano e lisano i batteri, e quindi sono considerati agenti antibatterici naturali. Questi sono spesso caratterizzati in base al loro tipo di ciclo vitale. I fagi strettamente litici o virulenti sono ideali per la terapia fagica, poiché la loro moltiplicazione è quasi sempre seguita dalla morte della cellula batterica. Al contrario, i fagi temperati non sono buoni candidati in quanto possono integrare il loro DNA nei genomi dell’ospite e di conseguenza contribuire alla diffusione di caratteristiche indesiderate (resistenza antimicrobica o virulenza) mediante trasferimento genico orizzontale. La lisi batterica è comunemente indotta a livello intracellulare dalle proteine fagiche, ma può essere provocata fornendo lisina fagica esogena.
Il ruolo dei fagi nell’industria casearia è solitamente correlato al fatto che l’infezione delle colture starter si traduce in tassi ridotti o, in casi estremi, nella completa cessazione della produzione di acido. Tuttavia, la specificità dei fagi garantirebbe che il normale microbiota rimanga intatto durante la terapia con i fagi poiché questi sono innocui per tutte le cellule eucariotiche e procariotiche al di fuori del loro raggio d’azione. La specificità dell’ospite dei fagi, che di solito è limitata alla specie o addirittura al livello di ceppo, limita il loro più ampio uso nella pratica clinica, nella sanificazione o nei bioconservanti alimentari. Al contrario, la gamma ristretta di possibili ospiti rende i batteriofagi candidati ideali per il biocontrollo negli alimenti fermentati poiché eliminano specificamente gli agenti patogeni o i batteri deterioranti senza interferire con la fermentazione e la maturazione. La combinazione di più ceppi fagici non solo amplia lo spettro della lisi, ma previene anche la resistenza batterica. Tuttavia, troppi fagi potrebbero produrre effetti collaterali come costi di produzione eccessivi, trasferimento genico orizzontale o disbiosi. Pertanto, le formulazioni dei cocktail dovrebbero essere limitate nella loro complessità e dovrebbero migliorare la riduzione delle cariche batteriche. I fagi sono stati utilizzati con successo lungo la catena alimentare per controllare la crescita di agenti patogeni (E. coli O157: H7, Listeria monocytogenes, Salmonella e Campylobacter jejuni) e diversi batteri deterioranti per prolungare la shelf-life degli alimenti. Tuttavia, tra le popolazioni di batteri bersaglio potrebbero esistere ceppi insensibili ai batteriofagi. Pertanto, la ricerca di fagi in ambienti simili a quello dell’applicazione prevista potrebbe fornire candidati ottimali per la progettazione di cocktail.
Uno studio condotto in Spagna e pubblicato lo scorso anno sulla rivista LWT ha valutato l’effetto inibitorio di un cocktail di quattro colifagi isolati da prodotti lattiero-caseari sulla crescita di E. coli nel formaggio e la sua capacità di inibire il gonfiore precoce del formaggio.
L’analisi microbiologica ha mostrato che l’evoluzione della carica batterica totale durante la produzione e la stagionatura del formaggio era paragonabile tra i formaggi di controllo e quelli inoculati con fagi. Tuttavia, questi risultati hanno anche rivelato una riduzione della crescita di E. coli all’inizio della fermentazione con il trattamento dei fagi. Inoltre, l’analisi delle immagini delle fette di formaggio ha mostrato una notevole riduzione del numero di occhiature e dell’area occupata da buchi provocati dal gas durante la maturazione del formaggio.
I risultati hanno mostrato che l’aggiunta del cocktail al latte ha ridotto la crescita di E. coli all’inizio della fermentazione senza alterare i parametri microbiologici e fisico-chimici studiati durante la produzione e la maturazione del formaggio. L’effetto del cocktail di fagi era dose-correlato e, in termini di controllo del gonfiore precoce, ha comportato una notevole riduzione del numero di occhi di formaggio e dell’area occupata dai fori del gas, principalmente nelle prime fasi della produzione del formaggio.
Pertanto, l’uso dei batteriofagi come agenti di biocontrollo risulta essere un approccio efficace per combattere il gonfiore precoce del formaggio senza alterare notevolmente i parametri microbiologici o fisico-chimici di questi alimenti fermentati.
Sinossi tratta da: Rafael Tabla, Antonia Gómez, José Emilio Rebollo, Felipe Molina, Isidro Roa, “Effectiveness of a bacteriophage cocktail in reducing cheese early blowing caused by Escherichia coli”, LWT, Volume 153, 2022, 112430, ISSN 0023-6438, doi.org/10.1016/j.lwt.2021.112430. (www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0023643821015838)
