Patogeni umani e prodotti ortofrutticoli; modalità di contaminazione e metodi di prevenzione: il caso Escherichia coli O104:H4

Consumption of ready-to-eat fruit and vegetables has increased in last years, through changing in lifestyles; consumers orientate their choices to foods which are prepared quickly and have also qualities of fresh produces. Hence, this products developed quickly in fruit and vegetable market. However, cases of foodborne diseases for consumption of ready-to-eat fruit and vegetables have increased. The 2011 German outbreak is one of the most recent cases and it is likely linked to consumption of fenugreek sprouts contaminated by E. coli O104:H4. Prior to 2011, many outbreaks caused by human pathogens have been linked to consumption of fresh produce; this pathogens are enteric bacteria which colonize usually the intestine of humans and animals. The O104:H4 strain linked with the 2011 German outbreak expresses new genes characteristics compared to serotypes previously isolated: this strain induces symptoms like to serotype O157:H7, but with major likelihood to evolve haemolytic uremic syndrome. Epidemiological studies about the German outbreak revealed that consumption of raw sprouts is closely linked to the onset of symptoms. Using trace back and trace forward of batches, it was possible to determine each step of the food-chain; sprouts would be sprouted by seeds imported from Egypt. The likely linkage through consumption of sprouts and disease prompted the researches to an emerging problem: growth and survival of human pathogens on vegetables. Enteric bacteria develop mechanisms in order to guarantee their survival toward stress on plant surface; colonizing the internal tissues, penetrate microrganisms in the edible parts and survive to treatment with sanitizers, for example chlorinated solutions. Colonization of plants may be elicited by improper agricultural practices, for example using contaminated manure and irrigation water. Low hygienic conditions during handling and packing lead to an increase of vegetable contamination. Strategies to control human pathogens are prevention, physical and chemical methods, for example using modified atmosphere, UV radiations, organic acids and essential oil. Interaction of human pathogens with plant microflora can promote or inhibit their growth; hence, biological control has been developed as an alternative strategy to control enteric pathogens. This method use microbial competition in order to promote growth of protective microorganisms on plant. Biological control must be integrated with other treatments, becoming an efficacy control strategy; at least, it would enable to guarantee quality of fresh produce.

Il consumo di frutta e verdura pronti al consumo è aumentato negli ultimi anni, in seguito al mutamento degli stili di vita; i consumatori indirizzano le loro scelte su prodotti che richiedano una rapida preparazione ma che mantengano le caratteristiche del vegetale coltivato in campo. I vegetali di IV gamma, rispondendo a tali esigenze, si sono diffusi rapidamente nel mercato ortofrutticolo. Tuttavia, sono aumentati i casi di infezioni e tossinfezioni alimentari associate al consumo di frutta e verdura pronte al consumo. L'epidemia del 2011 in Germania è uno degli episodi più recenti ed è probabilmente associata al consumo di germogli di fieno greco contaminati dal batterio Escherichia coli O104:H4. Altre epidemie, antecedenti al 2011, causate da patogeni umani sono state associate al consumo di prodotti ortofrutticoli; i patogeni coinvolti sono spesso batteri enterici, che colonizzano preferibilmente l'intestino dell'uomo e degli animali d'allevamento. Il ceppo di E. coli O104:H4 responsabile dell'epidemia tedesca possiede caratteristiche genetiche nuove rispetto ai sierotipi precedentemente identificati; esso provoca sintomi simili al sierotipo O157:H7 ma con una probabilità maggiore di evolvere in sindrome emolitico uremica. Dagli studi epidemiologici sull'epidemia tedesca è emerso che il consumo di germogli crudi è strettamente associato al manifestarsi dei sintomi. Utilizzando la tracciabilità e rintracciabilità dei lotti, è stato possibile risalire a ogni fase della filiera; i germogli implicati sarebbero stati prodotti da lotti di semi provenienti da un'azienda esportatrice in Egitto. La probabile associazione tra il consumo di germogli e l'infezione da E. coli O104:H4 ha stimolato l'interesse della ricerca verso una tematica emergente; la crescita e la sopravvivenza dei patogeni umani sui vegetali. I batteri enterici sviluppano dei meccanismi per sopravvivere agli stress sulla superficie della pianta; colonizzando i tessuti più interni, i microrganismi giungono alle parti edibili e sopravvivono ai trattamenti di disinfezione, ad esempio con soluzioni di cloro. La colonizzazione delle piante può dipendere da pratiche agronomiche scorrette, come l'utilizzo di letame e acqua per l'irrigazione contaminati. Scarse condizioni igieniche durante la lavorazione e il confezionamento possono aumentare la contaminazione dei vegetali. La lotta contro i patogeni umani si basa sulla prevenzione e sull'impiego di metodi fisici e chimici, come atmosfere modificate, radiazioni UV, acidi organici e oli essenziali. L'interazione dei patogeni umani con la microflora naturalmente presente sulla pianta può favorire o limitare la crescita del patogeno; in tal senso è stata sviluppata un'altra tecnica di lotta: la lotta biologica. Essa si basa sull'antagonismo microbico, favorendo la crescita dei microrganismi che esercitano un effetto protettivo sulla pianta. Tale tecnica deve essere integrata agli altri trattamenti, creando una strategia di lotta integrata efficace; infine, permetterebbe di mantenere le caratteristiche qualitative del vegetale appena raccolto.