Angela Mucciolo, Dottore in Scienze e Tecnologie delle Produzioni Animali
Claudio Mucciolo, ASL di Salerno, Dipartimento di Prevenzione – Direttore f.f. UOC Igiene e Sicurezza Alimenti di O. A.
Nell’industria alimentare il ghiaccio viene ampiamente utilizzato come comune refrigerante o ingrediente [1,2]. Se utilizzato nel contesto alimentare può essere facilmente contaminato da batteri patogeni quali Escherichia coli, Staphylococcus aureus e Salmonella spp. Le fonti di contaminazione sono attribuibili all’utilizzo di acqua non idonea igienicamente, a una manipolazione inadeguata e a condizioni igieniche scadenti delle macchine per la produzione del ghiaccio. Il ghiaccio contaminato potrebbe fungere da veicolo per la trasmissione di patogeni al cibo e all’uomo, rappresentando un potenziale rischio per la salute pubblica.
La catena del freddo riveste un ruolo cruciale nell’industria alimentare poiché mira a prolungare la durata di conservazione e a preservare la freschezza degli alimenti. Il ghiaccio è un refrigerante comune utilizzato per inibire la crescita microbica e prolungare la conservazione degli alimenti. A causa del contatto diretto con gli alimenti, la sicurezza microbiologica del ghiaccio sta ricevendo una crescente attenzione, poiché numerosi studi hanno confermato la presenza di diversi microrganismi contaminanti [3,4]. Il consumo diretto di alimenti a contatto con il ghiaccio contaminato può favorire la trasmissione di microrganismi patogeni agli esseri umani, causando potenziali focolai di malattie gastrointestinali. Pertanto, è essenziale prestare attenzione alle condizioni igieniche del ghiaccio associato al cibo lungo la catena del freddo al fine di garantire la sicurezza alimentare e la salute dei consumatori.
- Il ghiaccio associato al cibo nell’industria alimentare
Il ghiaccio viene ampiamente utilizzato nell’industria alimentare come refrigerante o ingrediente e il consumo a livello globale sono aumentati notevolmente [5]. Ad esempio, nel settore della carne, viene utilizzato durante la lavorazione per migliorare la solubilità delle proteine e mantenere la carne macinata a bassa temperatura [6]. Inoltre, l’utilizzo del ghiaccio contribuisce a preservare il colore caratteristico della carne e a inibire la crescita dei microrganismi [7]. Per quanto riguarda i prodotti ittici, la frutta e la verdura, il ghiaccio viene comunemente impiegato per abbassare la temperatura durante il trasporto e la conservazione [8]. Di conseguenza, l’attività dei microrganismi, degli enzimi e di altri fattori di deterioramento ne risulta significativamente ridotta [8].
Attualmente, non esiste una classificazione unificata per l’uso del ghiaccio nell’industria alimentare a livello globale. In base alle esigenze e alle modalità di utilizzo, il ghiaccio impiegato nell’industria alimentare può essere suddiviso in ghiaccio utilizzato all’interno di alimenti e quello non utilizzato nelle preparazioni alimentari. Più specificamente, il primo viene aggiunto a bevande e prodotti alcolici e consumato direttamente dai consumatori. Il secondo viene principalmente utilizzato lungo la catena del freddo durante il trasporto e la conservazione. Ciò include sia il ghiaccio a contatto diretto con il cibo, per prolungarne la durata di conservazione, che il ghiaccio a contatto indiretto con il cibo, per ridurre la temperatura ambientale nella catena del freddo.
Secondo la Food and Drug Administration [9], il ghiaccio è considerato cibo, indipendentemente dalla sua forma (scaglie, cubetti, pezzi o triturato). Per quanto riguarda le fonti, il ghiaccio può essere prodotto con acqua di rubinetto (acqua potabile: acqua rispondente ai requisiti minimi fissati nella direttiva 98/83 CE del Consiglio del 3 novembre 1998, sulla qualità delle acque destinate al consumo umano “da art. 2 del Reg. 852/04” – in Italia la direttiva 98/83/CE è stata recepita nel D. Lgs. 31/2001), acqua di sorgente o acqua purificata [9]. In Europa, il ghiaccio destinato a raffreddare prodotti ittici deve essere prodotto con acqua potabile (Regolamento n. 852/2004 [10] e 853/2004 [11]; Commissione Europea 2004).
Inoltre, deve essere prodotto, manipolato e conservato in condizioni che ne preservino l’integrità igienica (Tabella 1).
L’Associazione Europea del Gelato ha emesso una serie di standard sulla qualità microbiologica del ghiaccio commestibile, imponendo limiti per la presenza di Listeria monocytogenes (inferiore a 100 UFC/g) e richiedendo l’assenza di Salmonella enterica in 25 g di gelato.
In Cina, il Ministero del Commercio della Repubblica Popolare Cinese ha stabilito che il ghiaccio commestibile deve essere prodotto con acqua potabile (SB/T 10017-2008) [12] e non è consentita la presenza di coliformi totali, coliformi termoresistenti ed E. coli (GB 5749-2006) [13].
Inoltre, l’Autorità per la Sicurezza Alimentare e gli Standard dell’India (FSSAI) ha sottolineato una netta distinzione tra il ghiaccio commestibile e il ghiaccio non commestibile (File No. 4-21, 2018/Maharashtra/RCD/FSSAI) [14]. È stata emessa un’indicazione dove tutti gli operatori alimentari coinvolti nella produzione e nell’uso di ghiaccio commestibile e non commestibile devono etichettarli con colori diversi per garantirne la corretta distinzione.
In Uganda, nel giugno 2017, è stata pubblicata la notifica G/TBT/N/UGA/693 che stabilisce gli standard per il ghiaccio commestibile e le miscele di ghiaccio, compresi i metodi di campionamento e test per la produzione di ghiaccio commestibile o miscele di ghiaccio in forma liquida o in polvere destinati al consumo umano. Il ghiaccio commestibile e le miscele di ghiaccio devono rispettare i limiti per i contaminanti microbiologici, con particolare attenzione alla assenza di Salmonella spp., Listeria monocytogenes ed E. coli [15]. Secondo l’OMS, il ghiaccio destinato al consumo diretto o a contatto diretto con gli alimenti destinati al consumo deve avere lo stesso livello di qualità e sicurezza dell’acqua potabile.
Tabella 1: Standard normativi del ghiaccio associato al cibo
Tipo di ghiaccio | Paese o organizzazione | Requisiti normativi | Fonte |
Ghiaccio a contatto con gli alimenti | Commissione Europea | Il ghiaccio che viene a contatto con gli alimenti o che potrebbe contaminare gli alimenti deve essere prodotto con acqua potabile o, quando utilizzato per raffreddare prodotti ittici interi, con acqua pulita. Deve essere prodotto, manipolato e conservato in condizioni che lo proteggano dalla contaminazione. | [10],[11] |
Ghiaccio commestibile e non commestibile | Stati Uniti, Food and Drug Administration (FDA) | Il ghiaccio può essere raschiato, a cubetti, a pepite o triturato. Può essere fatto con acqua di rubinetto, acqua di sorgente o acqua purificata. | [9] |
Ghiaccio commestibile | Cina, Standardization Administration of China | Il ghiaccio commestibile deve essere fatto con acqua potabile e non devono essere rilevati coliformi totali, coliformi termoresistenti ed E. coli. | [12],[13] |
Ghiaccio commestibile e ghiaccio non commestibile | India, Food Safety and Standards Authority of India (FSSAI) | Tutti gli operatori alimentari impegnati nella produzione e nell’uso di ghiaccio commestibile e non commestibile devono utilizzare colori diversi per garantire una chiara distinzione. | [14] |
Ghiaccio commestibile | Uganda | Il ghiaccio commestibile e le miscele di ghiaccio devono conformarsi ai limiti per i contaminanti microbiologici. Salmonella, L. monocytogenes ed E. coli non devono essere presenti né nel ghiaccio commestibile né nelle miscele di ghiaccio. | [15] |
Ghiaccio confezionato | International Packaged Ice Association (IPIA) | Il conteggio totale delle placche eterotrofe (THPC) a 37 °C del ghiaccio confezionato non deve essere superiore a 500 UFC/mL, mentre i coliformi fecali totali non devono essere rilevati. | [16] |
Ghiaccio confezionato | European Packaged Ice Association (EPIA) | Deve essere prevista una tecnica affinché le mani non tocchino mai direttamente il ghiaccio. Devono essere forniti guanti igienici e cambiati secondo necessità. L’area di stoccaggio del ghiaccio deve essere priva di condizioni che potrebbero causare contaminazione. | [17] |
Ghiaccio commestibile | Kenya, Standards Projects Committee | L’acqua utilizzata per produrre il ghiaccio commestibile deve essere di qualità potabile; Salmonella spp. e S. aureus non devono essere rilevati e il conteggio totale delle colonie deve essere inferiore a 50.000 UFC/g. | [18] |
Ghiaccio commestibile | Associazione europea del gelato | L. monocytogenes < 100 UFC/g, Salmonella deve essere assente in 25 g di gelato. | [19] |
2. Fonti e vie di contaminazione del ghiaccio da parte di microrganismi
Sono stati registrati diversi focolai di malattie alimentari correlati al consumo di ghiaccio contaminato [20-22].
Il ghiaccio può essere contaminato da diverse fonti, tra cui l’acqua di approvvigionamento [25], le macchine di produzione contaminate [3] e pratiche igieniche scorrette degli operatori [26] (Fig. 1).
Ad esempio, nel febbraio 1992, il Dipartimento di Sanità dello Stato delle Hawaii ha riportato di un’epidemia di gastroenterite acuta non batterica che ha colpito più di 900 persone, attribuita al consumo di ghiaccio contaminato dal virus Norwalk [23].
Negli Stati Uniti, nel 2011, l’Ufficio di Sanità Pubblica e il Centro per il Controllo e la Prevenzione delle Malattie (CDC) ha segnalato un focolaio di batteriemia da Francisella novicida associato al consumo di ghiaccio contaminato in Louisiana [24].
Nel 1987 più di 5.000 persone si sono ammalate a causa del consumo di ghiaccio prodotto con acqua contaminata [16].
Uno studio condotto da Tuyet Hanh e Hanh [27] nella provincia di Binh Phuoc, in Vietnam, ha valutato la qualità microbiologica del ghiaccio commestibile e le fonti di contaminazione in diverse strutture. È emerso che solo un terzo delle strutture soddisfaceva i requisiti igienici, mentre oltre il 50% dei campioni di ghiaccio era contaminato, con il 49,4% dei campioni positivi per E. coli e il 12,7% contenenti coliformi [27]. La contaminazione microbica del ghiaccio dipende principalmente dalle condizioni igieniche durante la produzione, che può avvenire in famiglie, ristoranti, bistrot e strutture industriali [7]. È stato anche riscontrato che le macchine per il ghiaccio possono essere facilmente contaminate dalle mani degli operatori o da reflussi di liquami a causa della mancanza di dispositivi di pulizia adeguati.
Chavasit et al. [25] hanno valutato la qualità microbiologica del ghiaccio proveniente da 11 impianti per la produzione in Thailandia, e i risultati hanno indicato la presenza di coliformi nei campioni e nelle macchine per la produzione di ghiaccio. Oltre ai serbatoi del ghiaccio, i coliformi erano presenti anche sulle mani degli operatori che maneggiavano il ghiaccio [25].

Figura 1-1: Potenziali fonti e vie di contaminazione del ghiaccio da parte di microrganismi [3, 26, 27]. Modificata da Wang e coll. [1].
- Contaminazione microbica nel ghiaccio associato al cibo
I principali microrganismi riscontrati nel ghiaccio includono Salmonella spp., E. coli, Pseudomonas spp., S. aureus ed Enterobacteriaceae [2,5,27,32].
Sono stati condotti numerosi studi sia nei paesi sviluppati che nelle regioni in via di sviluppo per valutare la presenza di contaminazione microbica nel ghiaccio utilizzato per scopi alimentari [4,27-30] (Tabella 2).
Questi studi evidenziano la necessità di adottare tecniche e misure efficaci per prevenire la contaminazione microbica nel ghiaccio destinato all’uso alimentare. La corretta igiene e la gestione adeguata delle fonti di contaminazione, come l’acqua di approvvigionamento e le apparecchiature di produzione del ghiaccio, sono fondamentali per garantire la sicurezza e la qualità del ghiaccio utilizzato nel settore alimentare.
Tabella 2: Livelli di contaminazione microbica del ghiaccio associato agli alimenti.
Classificazione del ghiaccio | Siti di campionamento | Microrganismi, loro tossine, metaboliti | Livello di contaminazione microbica | Fonte |
Ghiaccio non commestibile (ghiaccio commerciale e ghiaccio utilizzato per refrigerare pesce e frutti di mare) | Fabbrica di ghiaccio, mercato del pesce, banco del pesce ad Araraquara, San Paolo, Brasile | Criteri di igiene di processo: -Coliformi totali; -Coliformi fecali; –E. coli | Coliformi totali: 6,9-1,2×103 MPN/100 mL; Coliformi fecali: < 2-5,3×102 MPN/100 mL E. coli: < 2-2,2×102 MPN/100 mL | [35] |
Ghiaccio commestibile e non commestibile (ghiaccio utilizzato per raffreddare bevande e alimenti) | Grecia | Criteri di igiene di processo: -Conteggio totale di eterotrofi (THC); -Coliformi totali; -Coliformi fecali | È stata conteggiata almeno una colonia di coliformi fecali nel 91,67% dei campioni (55/60), di cui 3 (5%) con conteggi > 100 UFC/100 g; tutti sono risultati positivi per gli Enterococchi, con 6 (10%) che mostravano conteggi >100 UFC/100 g. | [36] |
Ghiaccio a contatto con il cibo (cubetti di ghiaccio campionati presso negozi di alimentari) | Kubang Kerian, Kelantan, Malesia | Criteri di igiene di processo: -Coliformi fecali | Da 1 UFC/100 mL a > 50 UFC/100 mL di coliformi fecali. | [4] |
Ghiaccio commestibile e non commestibile (ghiaccio utilizzato per raffreddare bevande e pesce) | Ogbomoso Metropolis, Sud-ovest, Nigeria | Criteri di sicurezza alimentare: –Pediococcus cerevisiae; -Bacillus subtilis; -Streptococcus pyogenes; -Bacillus firmus. -Pseudomonas aeruginosa; -Streptococcus equi; -S. epidermidis; -Micrococcus luteus | Carico microbico di 1.88×104−3.10×104 UFC/mL per il ghiaccio commestibile e di 2.19×104−3.20×104 UFC/mL per il ghiaccio non commestibile. | [3] |
Ghiaccio non commestibile (campioni di ghiaccio confezionato in loco e ghiaccio prodotto industrialmente) | California del Sud, USA | Criteri di sicurezza alimentare: -Stafilococchi; –Salmonella; Criteri di igiene del processo: -Coliformi; –E. coli | Il 19% dei 120 campioni di ghiaccio confezionato in loco supera il limite microbico di 500 UFC/mL; il conteggio più elevato di stafilococchi è stato di 528 UFC/100 mL; gli stafilococchi sono stati trovati nel 34% del ghiaccio confezionato in loco ma non nei campioni di ghiaccio prodotto industrialmente; nessuno dei 156 campioni è risultato positivo per Salmonella. | [37] |
Ghiaccio commestibile (utilizzato per raffreddare bevande e alimenti pronti da consumare in esposizione) | Regno Unito | Criteri di igiene del processo: -Coliformi; -E. coli; -Enterococchi; -Conteggio totale di colonie aerobiche (APC) | Il 9% del ghiaccio era contaminato da coliformi; l’1% era positivo per E. coli; l’1% conteneva Enterococchi in una quantità superiore a 102 UFC/100 mL; l’11% del ghiaccio presentava un conteggio totale di colonie aerobiche superiore a 103 UFC/100 mL. | [33] |
Ghiaccio non commestibile . | Fabbriche, ristoranti, negozi e venditori ambulanti a Jakarta, Indonesia | Criteri di sicurezza alimentare: –Vibrio cholerae | I livelli di V. cholerae sia nel ghiaccio che nelle bevande variavano da < 0,3 MPN/mL a > 110 MPN/mL | [32] |
Ghiaccio commestibile | Sedi produttive di ghiaccio nella provincia di Binh Phuoc, Vietnam | Criteri di igiene del processo: – Coliformi totali; – E. coli | Il 49,4% (39/79) dei campioni era contaminato da E. coli e il 12,7% (10/79) era positivo per i coliformi. | [27] |
Ghiaccio commestibile e non commestibile | Strutture domestiche, ristoranti e industriali in Italia | Criteri di igiene del processo: -Microrganismi mesofili totali | I microrganismi mesofili totali variavano da (1,01×102 ± 2,60×102) UFC/100 mL a (9,55×103 ± 1,42×103) UFC/100 mL, 3,12×102 – 6,31×103 e 1,30×102 – 3,99 × 103 UFC/100 mL per il ghiaccio proveniente da freezer domestici, contenitori di stoccaggio e pacchetti di vendita. | [38] |
Ghiaccio non commestibile (ghiaccio in fabbrica) | Provincia di Chanthaburi in Thailandia | Criteri di sicurezza alimentare: –Shigella; -Salmonella | Non disponibile | [39] |
Ghiaccio commestibile | Ristoranti, bar e mercati del pesce situati in diverse regioni di Istanbul, Turchia | Criteri di igiene del processo: –E. coli; -Enterococchi; -Coliformi | Sono state rilevate E. coli in 7 campioni di ghiaccio (6,7%) e in 23 campioni di ghiacciaia (21,9%), Enterococchi in 13 campioni di ghiaccio (12,4%), coliformi in 71 ghiacciaie (67,5%) e in 54 campioni di ghiaccio (51,4%). | [31] |
Ghiaccio commestibile | Negozi di alimentari e ristoranti a Seoul, Corea del Sud | Criteri di igiene del processo: -Batteri aerobi totali (TAB) | I TAB variavano da 1,83 (lg (UFC/g)) a 2,31 (lg (UFC/g)). | [30] |
- Ghiaccio associato al cibo
Il ghiaccio associato al cibo è facilmente contaminato da microrganismi, come discusso nella sezione 3. Le indagini precedentemente menzionate hanno anche evidenziato che il ghiaccio contaminato, che è stato associato a numerosi focolai di malattie trasmesse attraverso gli alimenti, potrebbe essere il veicolo per la trasmissione di microrganismi al cibo e all’uomo. Pertanto, è indispensabile garantirne la sicurezza microbiologica nell’industria alimentare. Si riconoscono diversi metodi [40] per produrre ghiaccio sicuro.
- Tecnologia dell’ozono sul ghiaccio
Il trattamento con ozono è diventato un metodo avanzato per garantire la sicurezza microbiologica del ghiaccio associato agli alimenti [41]. L’ozono ha un ampio spettro di azione contro virus, batteri, biofilm e funghi [42,43].
La tecnologia dell’ozono è emersa negli ultimi decenni grazie alle sue proprietà specifiche e alla sua rapida capacità di decomposizione, rendendola un metodo avanzato per diverse applicazioni, tra cui l’agricoltura e l’industria alimentare [44]. L’uso dell’ozono nel trattamento degli alimenti ha ricevuto approvazioni legali in molti paesi, tra cui Nord America, Giappone, Nuova Zelanda e Australia [44]. La FDA ha ufficialmente approvato l’ozono come sostanza generalmente riconosciuta come sicura (GRAS) e come agente antimicrobico per il trattamento, la conservazione e la lavorazione di alimenti gassosi e acquosi [45].
Oggi, nell’ambito della conservazione e del trasporto degli alimenti, l’ozono viene impiegato per la disinfezione, in combinazione con imballaggi, conservazione a freddo, atmosfera modificata e altri metodi, al fine di migliorare l’effetto di conservazione [46]. Diversi studi [46,47] hanno dimostrato con successo l’applicazione dell’ozono per garantire la sicurezza microbiologica del ghiaccio (Tabella 3).
Un esempio è lo studio condotto da Campos et al. [48], che ha evidenziato come il ghiaccio ozonizzato porti a una significativa diminuzione del conteggio dei microrganismi presenti nelle sardine (Sardina pilchardus), inclusi i batteri aerobi mesofili, i batteri psicrotrofi, gli anaerobi e i coliformi, rispetto alle sardine conservate solo nel ghiaccio.
Nonostante ciò, l’uso del ghiaccio ozonizzato presenta alcune limitazioni [51-53]. Poiché l’ozono si converte rapidamente in ossigeno quando si dissolve nell’acqua ed è difficile mantenerne l’efficacia in un ambiente acquoso [53].
L’ozono può rimanere intrappolato in microbolle, che tendono a fondersi e disperdersi nella fase liquida [53]. Per superare questo problema, potrebbe essere utile utilizzare microbolle di dimensioni più piccole (alcune decine di micron) poiché rimangono sospese nell’acqua per un periodo più lungo rispetto a quelle di dimensioni maggiori, e aggiungere un tensioattivo per ridurre la fusione delle bolle e la loro velocità di risalita [53].
Inoltre, la reazione tra l’ozono e altri composti organici presenti negli alimenti non è ancora ben definita [54]. È stato riportato che l’esposizione prolungata al ghiaccio funzionalizzato ozonizzato può causare scolorimento, ossidazione superficiale e odore indesiderato [54].
In alternativa, è stato considerato l’utilizzo del ghiaccio secco in combinazione con l’ozono per preservare gli alimenti freschi.
Fratamico et al. [55] hanno introdotto l’ozono nei pellet di ghiaccio secco, chiamati Aligal Blue Ice (ABI). L’ABI sfrutta i vantaggi dell’effetto antimicrobico dell’ozono e dell’alto potere di raffreddamento del ghiaccio secco per garantire una migliore conservazione degli alimenti freschi durante il trasporto e la conservazione [55].
Tuttavia, sia il ghiaccio secco utilizzato da solo che in combinazione con l’ozono potrebbe influire negativamente sulla qualità degli alimenti [56]. L’uso del ghiaccio secco richiede competenze professionali, il che potrebbe limitarne l’utilizzo.
- Ghiaccio da acqua elettrolizzata (Electrolyzed Water – EW)
EW si riferisce all’acqua acida o alcalina con capacità di ossidazione, ottenuta mediante elettrolisi di acqua contenente l’elettrolita in una specifica cella elettrolitica [56]. Negli ultimi decenni, l’EW ha ottenuto un’ampia accettazione come un nuovo sanificante ad ampio spettro [57,58]. Oggi, il ghiaccio all’EW è considerato come una nuova ed efficace tecnologia sviluppata nell’industria alimentare per preservare la qualità degli alimenti grazie al suo effetto antibatterico [58].
Diverse ricerche [60-63] hanno già dimostrato che il ghiaccio EW ha un forte effetto battericida contro numerosi patogeni alimentari, tra cui Vibrio parahaemolyticus, E. coli O157:H7, L. monocytogenes, Salmonella enterica Enteritidis, S. aureus e Pseudomonas aeruginosa su alimenti freschi (Tabella 3). L’utilizzo del ghiaccio EW è stato ampiamente implementato nel settore dei prodotti acquatici all’interno della catena del freddo [59-61-63-64-65-66-67].
- Ghiaccio da acqua attivata al plasma (PAW)
La tecnologia del plasma è stata riconosciuta come una promettente alternativa ai metodi convenzionali di sanificazione [69]. Originariamente utilizzata per sterilizzare materiali sensibili, si è estesa a una delle nuove tecnologie eco-friendly impiegate in diverse industrie, soprattutto nell’industria alimentare.
A differenza dei solidi, dei liquidi e dei gas, il plasma rappresenta il quarto stato della materia ed è composto da ioni, elettroni e particelle neutre [70]. Il plasma può essere suddiviso in plasma termico (equilibrio) e plasma non termico o plasma freddo (non equilibrio), a seconda del tipo di energia fornita e della quantità di energia trasferita al plasma [72,73]. Quando riscaldato ad alte temperature o per altre ragioni, gli elettroni esterni si liberano dal legame con il nucleo e diventano elettroni liberi, un fenomeno chiamato ionizzazione [71]. Quando entra in contatto con l’acqua, il plasma gassoso induce ulteriori reazioni all’interfaccia gas-liquido, dando luogo alla formazione di specie a breve durata (come OH) e specie stabili a lunga durata (come H2O2, NO2-, NO3-) nel liquido, nota come PAW (acqua attivata al plasma) [68].
Negli ultimi anni, sono stati condotti diversi studi sulla possibilità di utilizzare l’acqua attivata al plasma (PAW) per la decontaminazione degli alimenti [74,75]. Si è dimostrato che le specie reattive possono essere conservate in modo più efficace trasformando l’acqua al plasma in forma di ghiaccio [7]. Il ghiaccio ottenuto dall’acqua attivata al plasma è stato impiegato con successo per conservare i gamberi freschi e prolungarne la durata di conservazione [7,76] (Tabella 3).
In Grecia, è attualmente in corso un progetto di ricerca chiamato ‘NOVISH’ (http://novish.itap.com.gr/) che ha dimostrato l’efficacia dell’utilizzo del ghiaccio PAW per prolungare la shelf-life dei pesci dentice e dei filetti di dentice durante il trasporto e la conservazione.
Finora, le ricerche sull’applicazione del ghiaccio PAW nell’industria alimentare sono state limitate [77,79]. Inoltre, è emersa una carenza di studi sul cambiamento nel tempo delle sostanze antimicrobiche negli alimenti trattati con il ghiaccio PAW. Il controllo accurato degli agenti reattivi presenti nel ghiaccio PAW riveste grande importanza, ed è quindi necessario migliorare le attrezzature e valutare ulteriormente la sicurezza dell’utilizzo del ghiaccio PAW.
- Aggiunta di composti antimicrobici nel ghiaccio
Anche l’aggiunta di composti antimicrobici (ad esempio, oli essenziali, acidi organici) nel ghiaccio è una strategia comune per migliorare la sicurezza microbiologica del ghiaccio.
- Aggiunta di oli essenziali
Gli oli essenziali sono sostanze naturali solubili nei grassi, caratterizzate da fragranze volatili e intense, e trovano ampio impiego nell’industria alimentare, farmaceutica, cosmetica, delle spezie, dei pesticidi e altre ancora. Gli oli essenziali di origine vegetale sono noti per le loro proprietà conservanti e per la loro significativa attività antimicrobica, che riveste un’importanza fondamentale nel contrastare il crescente numero di batteri resistenti ai farmaci e infezioni fungine collegate ai prodotti alimentari [80,81].
Gli ingredienti attivi antibatterici presenti negli oli essenziali vegetali includono terpenoidi, composti aromatici, composti alifatici, composti azotati e solforati, e altri ancora, che esercitano un buon effetto inibitorio su batteri, lieviti e muffe.
Alcuni studi [80-83] hanno riportato l’aggiunta di oli essenziali nel ghiaccio al fine di migliorare l’effetto antibatterico sui prodotti alimentari (Tabella 3). L’utilizzo di ghiaccio contenente estratti vegetali può ridurre significativamente il conteggio di mesofili aerobi e batteri psicrotrofi (P < 0,05) nel muscolo di acciuga con pelle, rispetto al tradizionale sistema di congelamento [83]. Rispetto alla conservazione tradizionale con ghiaccio, la trota arcobaleno conservata nel ghiaccio con l’aggiunta di oli essenziali ha mostrato una shelf-life che può arrivare fino a 16 giorni, rispetto ai 12 giorni della conservazione con ghiaccio tradizionale [84].
In modo simile, Özyurt et al. [85] hanno riportato che il ghiaccio contenente estratto di rosmarino ha prolungato la shelf-life delle sardine (Sardinella aurita) di 3 giorni rispetto al campione di controllo, e ha determinato una diminuzione della quantità di ammine biogene, in particolare istamina e putrescina.
- Aggiunta di altri composti antimicrobici
In alcuni studi, sono stati proposti anche altri composti antimicrobici da aggiungere al ghiaccio. Il ghiaccio ottenuto da una miscela di tripolifosfato di sodio (STPP) e lattato di sodio-diacetato di sodio (SL-SD) in diverse proporzioni, e questo è stato impiegato per eliminare i microrganismi patogeni dalla carne di pollo cruda [56]. I risultati hanno mostrato che il contenuto di Salmonella Typhimurium nella carne di pollo trattata con il ghiaccio contenente il 5% di STPP e il 2,5% di SL-SD era significativamente inferiore rispetto al gruppo di controllo (P < 0,05) dopo 48 ore di conservazione.
Inoltre, la carne di pollo trattata con ghiaccio funzionalizzato presentava vantaggi in termini di rendimento, riduzione della perdita di peso durante la cottura e una shelf-life prolungata di 1-2 giorni, senza alcuna variazione di colore. È stato riportato che il ghiaccio contenente acido peracetico inibisce la crescita di microrganismi alterativi e patogeni ed è stato utilizzato per la conservazione di prodotti commerciali a base di pollame [56]. Tuttavia, l’utilizzo di acido peracetico potrebbe compromettere la qualità del cibo [86].
- L’irradiazione di ghiaccio con emettitori di luce UVC (UVC-LED)
L’ultravioletto (UV) è stato ampiamente utilizzato come tecnologia di decontaminazione efficace nell’industria alimentare [87]. Già negli anni ’60 sono stati condotti studi sulla sterilizzazione del ghiaccio mediante l’irradiazione UV [88]. I risultati hanno dimostrato che l’irradiazione UV penetrava nel ghiaccio con una profondità di almeno 19 cm e uccideva i batteri presenti. Tuttavia, la penetrazione degli UV dipendeva principalmente dalla qualità ottica del ghiaccio. L’efficacia dell’irradiazione UV era correlata all’intensità, al tempo di esposizione, alla posizione delle lampade e ai modelli di movimento dell’aria [40].
Secondo Dai et al. [89], la radiazione UVC nell’intervallo di 200-280 nm può causare la formazione di dimeri nell’acido nucleico, portando alla morte delle cellule microbiche.
La principale fonte di radiazione UV è la lampada al mercurio, che ha una breve durata e contiene metalli pesanti dannosi. I diodi emettitori di luce UVC (UVC-LED) sono emersi come alternativa grazie ai vantaggi legati al basso consumo energetico, lunga durata e assenza di mercurio [90,91].
Negli ultimi anni, gli UVC-LED sono stati utilizzati per inattivare patogeni batterici presenti nel ghiaccio [7] e i risultati hanno indicato che l’inattivazione di E. coli nel ghiaccio richiede una dose UV più elevata (160 mJ/cm2) rispetto all’acqua distillata (1-4 mJ/cm2). Inoltre, è stato dimostrato che E. coli O157: H7, S. Typhimurium e L. monocytogenes, con livelli di 106 e 107 UFC/mL nel ghiaccio, possono essere efficacemente rimossi tramite irradiazione con gli UVC-LED [40].
Tuttavia, l’effetto di decontaminazione dell’irradiazione UVC/UVC-LED sul ghiaccio è influenzato da diversi fattori che sono oggetti di ulteriori studi.
- Ghiaccio funzionalizzato e qualità degli alimenti (Tabella 3)
Il ghiaccio funzionalizzato offre potenzialità interessanti per garantire la sicurezza microbiologica dei prodotti alimentari freschi. Tuttavia, alcuni studi hanno evidenziato compromessi sulla qualità del cibo derivanti dall’uso di questo tipo di ghiaccio.
Ad esempio, uno studio condotto da Kataria et al. [56] ha valutato gli effetti dei cambiamenti indotti da STPP e SL-SD sui parametri di qualità come colore, perdita di peso durante la cottura e consistenza della carne.
Pertanto, questi risultati dimostrano che il suo uso può avere un effetto positivo sulla qualità della carne e sulla sua durata di conservazione.
In un altro studio [50], è stato applicato un sistema combinato di ghiaccio all’ozono e ghiaccio slurry per la conservazione dei pesci.
I risultati hanno mostrato che la combinazione di questi era in grado di mantenere la freschezza e migliorare la qualità del prodotto [50]. Ad esempio, il rombo allevato (Psetta maxima) conservato con ghiaccio binario ozonizzato ha mantenuto un livello sensoriale accettabile fino a 28 giorni di conservazione.
Bensid et al. [82] hanno dimostrato che l’utilizzo di ghiaccio contenente estratti di timo, origano o chiodi di garofano può migliorare la qualità sensoriale e prolungare la durata di conservazione delle acciughe eviscerate e decapitate.
I risultati [82] hanno indicato che i campioni trattati con estratti di timo, origano o chiodi di garofano sono stati ampiamente preferiti per il loro sapore desiderabile.
Xuan et al. [93] hanno esplorato l’effetto del ghiaccio SAEW sul calamaro crudo e hanno constatato che il deterioramento del calamaro durante la conservazione poteva essere controllato e che la conservazione dei calamari poteva essere influenzata dal loro posizionamento negli strati di ghiaccio.
I calamari trattati con ghiaccio SAEW hanno mantenuto una qualità sensoriale relativamente migliore per i primi 5 giorni.
Per quanto riguarda l’effetto del ghiaccio PAW sulla qualità degli alimenti, nel lavoro di Liao et al. [76] sono stati determinati i cambiamenti di consistenza, di colore e delle proteine nei gamberi durante la conservazione con ghiaccio PAW. I risultati delle osservazioni hanno dimostrato che questo è in grado di prevenire efficacemente il processo di melanosi nei gamberi senza causare cambiamenti avversi nelle proteine.
Jemni et al. [95] hanno studiato l’effetto degli effetti singoli e combinati di radiazione UVC, ozono e EW sulla qualità complessiva del dattero. I risultati hanno mostrato che dopo 30 giorni di conservazione, il colore è stato il parametro più influenzato, principalmente a causa dell’imbrunimento. Tuttavia, quando la radiazione UVC è stata combinata con ozono o EW, il colore del dattero è risultato migliore, specialmente rispetto ai campioni non trattati. Inoltre, è stata osservata una diminuzione della durezza, del gusto, dell’odore, dell’aspetto visivo e del punteggio di qualità complessiva durante la conservazione, ma non sono state riscontrate differenze significative tra i due trattamenti.
Anche se il ghiaccio secco ha molti vantaggi come menzionato, è stato riscontrato un effetto minimo sul miglioramento della qualità della carne.
In generale, mentre alcune tecniche per la realizzazione del ghiaccio funzionalizzato possono influenzare negativamente la qualità degli alimenti, altre tecniche come l’uso di estratti naturali o la combinazione di ghiaccio con altre tecnologie possono migliorare la qualità sensoriale e prolungare la shelf life dei prodotti alimentari.
- Il futuro del ghiaccio funzionalizzato
Il ghiaccio funzionalizzato assume un’importanza potenziale nell’industria alimentare in quanto può essere facilmente ottenuto e utilizzato su larga scala.
Tuttavia, la ricerca e l’applicazione del ghiaccio funzionalizzato nell’industria alimentare sono ancora agli inizi e richiedono uno sviluppo rapido in termini di estensione delle ricerche. Ad esempio, la produzione di ghiaccio con acqua elettrolizzata (EW ice) e ghiaccio con acqua attivata al plasma (PAW ice) è solo allo stadio iniziale e la produzione su larga scala non è ancora stata realizzata. Pertanto, la ricerca futura dovrebbe concentrarsi su questo aspetto al fine di raggiungere un metodo di produzione simile al tradizionale ghiaccio a triplice essiccazione, il che sarebbe di grande importanza per la produzione e l’applicazione del ghiaccio funzionalizzato. Allo stesso tempo, è necessario sviluppare ulteriori tipi di ghiaccio funzionalizzato con un grande potenziale per future applicazioni.
Inoltre, la maggior parte delle ricerche sul ghiaccio funzionalizzato è limitata attualmente a alcuni prodotti ittici e agricoli; quindi, è necessario espandere e potenziare il campo di ricerca ad altri tipi di alimenti, il che favorirà la successiva promozione del ghiaccio funzionalizzato nell’applicazione pratica. L’uso del ghiaccio funzionalizzato può essere esteso alla conservazione e al trasporto di alimenti deperibili, che richiedono una grande quantità di ghiaccio, sfruttando le sue caratteristiche come mezzo di raffreddamento e agente antibatterico. In futuro, dovrebbe essere considerato anche il metodo di conservazione del ghiaccio funzionalizzato, poiché è di grande importanza per la sua applicazione pratica. Ad esempio, il ghiaccio con acqua elettrolizzata non è facile da conservare in quanto la disponibilità delle molecole ad effetto antibatterico ivi contenute è influenzata dal tempo, dalla luce, dall’aria e dal contatto con altri materiali. Pertanto, è necessario approfondire lo studio dei metodi di conservazione del ghiaccio funzionalizzato al fine di garantirne la massima efficacia e sicurezza alimentare.
Pertanto, è necessario approfondire lo studio dei metodi di conservazione del ghiaccio funzionalizzato al fine di garantirne la massima efficacia e sicurezza alimentare.
Nonostante le normative applicabili, l’acqua funzionalizzata viene spesso utilizzata in concentrazioni molto elevate prima della refrigerazione del ghiaccio. In realtà, in presenza di sostanze organiche, soprattutto in caso di alta concentrazione di componenti microbiologicamente attivi, l’effetto antibatterico del ghiaccio funzionalizzato può risultare ridotto.
Pertanto, sebbene la combinazione di ghiaccio funzionalizzato e tecnologia degli ostacoli possa massimizzare l’effetto di sanificazione e conservazione del ghiaccio funzionalizzato, è necessario incoraggiare l’adozione di linee guida regolamentate durante il suo utilizzo. Inoltre, è necessario condurre una serie di valutazioni quantitative dei rischi microbiologici al fine di colmare le lacune e fornire dati di supporto per lo studio del ghiaccio associato agli alimenti, al fine di garantire la sicurezza alimentare.
- Conclusioni
Il ghiaccio sta assumendo un ruolo sempre più importante nell’industria alimentare, soprattutto nella catena del freddo, per la conservazione degli alimenti freschi. Tuttavia, la presenza di contaminanti microbiologici nel ghiaccio associato agli alimenti rappresenta un potenziale rischio per la sicurezza alimentare e la salute pubblica. Pertanto, è fondamentale condurre approfondite indagini sulla sicurezza del ghiaccio utilizzato nel settore alimentare.
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