Validazione di trattamenti termici

Prodotti cotti esportati verso gli USA.
Orientamenti per la scelta e la validazione dell’alternativa
identificata per la gestione dei processi produttivi da parte
dell’Industria Alimentare.
Alternative 1 & 2. Il caso dell’ utilizzo di trattamenti
termici post-letali
Stefania Quintavalla - SSICA
EXPORT USA – 9CFR 430
Bologna, 25 maggio 2004
Alternative 1 & 2
Esempi di trattamenti post-letali
Pastorizzazione a vapore / acqua calda
Pastorizzazione superficiale pre o postconfezionamento
Trattamento con alte pressioni
Ozono
Campi elettrici pulsati
Acidi organici
Alternative 1 & 2
Validazione dei trattamenti post-letali
– La validazione deve specificare e confermare il
livello di riduzione raggiunto dal trattamento.
– Punti da considerare nella validazione:
Il trattamento post-letale deve essere sufficiente a inattivare i
livelli di contaminazione di Lm che possono avverarsi.
I prodotti, i trattamenti, o altre variabili che intervengono nel
processo applicato dallo stabilimento devono essere uguali a
quelle utilizzate in letteratura, altrimenti il trattamento deve
essere validato per le condizioni specifiche dell’impianto e per
le caratteristiche del prodotto.
Alternative 1 & 2
L’efficacia del trattamento post-letale deve
essere verificata attraverso la ricerca di
Listeria monocytogenes (Lm)
– Punti da considerare:
I dati dello stabilimento devono verificare
l’eliminazione o la riduzione di Lm
La documentazione dello stabilimento deve
giustificare le procedure di verifica scelte e la
frequenza di queste procedure
Il caso dell’ utilizzo dei trattamenti termici
come “processo post-letale”
Determinazione scientifica di un
processo di stabilizzazione termica
Determinazione della
curva di penetrazione
del calore nel prodotto
Determinazione della
termoresistenza del
microrganismo target nel prodotto
Calcolo del
trattamento “teorico”
Individuazione delle condizioni di
processo che soddisfano il processo
“teorico”
Termoresistenza microbica
DT = Tempo di riduzione decimale =
tempo necessario, a una temperatura costante, per
distruggere il 90% delle spore o cellule vegetative di un
dato microrganismo
Esempio:
D65 = 5 min
N0 = 10000 cfu/g
5 min a 65°C = 1D
1000 cfu/g
10 min a 65°C = 2D
100 cfu/g
Tempo di riduzione decimale (DT)
6
Log N° survivors
5
4
D
3
2
D
1
0
0
5
10
time (min)
15
20
Termoresistenza microbica
z=
intervallo di temperatura necessario per avere una
variazione di 10 volte del tempo di riduzione decimale
Esempio: D65 = 15.6 min
z = 5°C
D (65-z) = D60 = 156 min
D (65+z) = D70 = 1.56 min
0.1 D T-z = DT = 10 D T+z
Curve di morte termica (z)
2,5
2
Log D
1,5
1
0,5
z
z
0
-0,5
-1
50
60
70
80
90
100
temperature (°C)
110
120
130
Fattori che influenzano la
termoresistenza microbica
Resistenza intrinseca
differenze interspecifiche e intraspecifiche, cellule
vegetative vs. spore
Fattori ambientali attivi durante la crescita e
la formazione di cellule o spore
età, temperatura di crescita, substrato di crescita
Fattori ambientali che agiscono durante il
trattamento termico
pH, aw, tipo di alimento, sali, altre sostanze
Termoresistenza di Listeria
monocytogenes in alcuni tipi di carne
Substrato
D (min)
z (°C)
Rif.
Carne suina con additivi
D55 = 13.4-19.2
D60 = 0.97-3.48
4.38-6.74
Roast beef macinato
D60 = 1.5-2.6
D70 = 0.37-0.46
16.1-20
Grant e Patterson
(1995)
Omogenato di pollo
D60 = 0.75-7.07
D65 = 0.007-0.48
3.41-6.1
Huang et al.
(1992)
Carne bovina macinata
D60 = 4.47
D62.8 = 2.5
7.9
Schoeni et al.
(1991)
Salsiccia
D54.4 = 20.1
D60 = 9.13
10
Schoeni et al.
(1991)
Carne suina con additivi
D60 = 7.3
D66 = 1.0
6.8
Quintavalla e
Campanini (1991)
Carne bovina
D60 = 3.8
D70 = 0.14
7.2
Mackey et al.
(1990)
Carlier et al.
(1996)
Calcolo della letalità di un
trattamento termico
Vi sono tre modi per calcolare la letalità
di un trattamento termico:
1.Determinare il livello del microrganismo di
interesse prima e dopo il trattamento
Calcolo della letalità di un
trattamento termico
2. Determinare la minima temperatura e il
minimo tempo di mantenimento
necessari per ottenere l’inattivazione
voluta
Calcolo della letalità di un
trattamento termico (metodo 2)
Minima Temperatura
Interna (°C)
60.0
62.2
63.9
65.0
66.1
67.2
68.9
70.0
Rif. 9 CFR §§ 318.17 (a)(1) e 381.150 (a)(1)
Minimo Tempo di Mantenimento
(in minuti o secondi) alla
Minima Temperatura per
ottenere 7-D per Salmonella
12 min
5 min
144 sec
91 sec
58 sec
37 sec
19 sec
0 sec
Calcolo della letalità di un
trattamento termico
3. Determinare come il prodotto si
riscalda e si raffredda, e definire un
processo basato sui valori integrati
tempo-temperatura che permetta di
raggiungere la voluta inattivazione
microbica
Calcolo della letalità di un
trattamento termico (metodo 3)
L’integrazione dei valori tempo-temperatura
prende in considerazione tutte le “temperature
letali” incontrate dal prodotto durante tutto il
processo, compreso il riscaldamento e il
raffreddamento
Si considera che gli effetti letali delle diverse
temperature nei confronti dei microrganismi
posseggano la proprietà additiva
Calcolo della letalità di un
trattamento termico (metodo 3)
Gli effetti letali di ogni temperatura
possono essere calcolati relativamente a
una temperatura di riferimento
Per i prodotti in cui il patogeno target è
Listeria monocytogenes
Tref = 70°C e z = 7.5°C
Calcolo del trattamento “teorico”
La finalità di un processo termico è indicata dall’ effetto
letale F(T,z), calcolato generalmente a una temperatura di
riferimento Tref, ed è definito dall’espressione (in minuti)
FTz  DT  LogN 0  LogN f 
FTz  DT  n
dove
DT= tempo di riduzione decimale alla temperatura costante T
N0 = numero iniziale di cellule / spore
Nf = numero accettabile di cellule / spore sopravviventi
n = numero di riduzioni decimali
Per 9 CFR 430
n≥2
Calcolo del trattamento “teorico”
Criterio di efficienza minimo da
raggiungere in conformità a 9CFR 430
2 D per L. monocytogenes
Se D70 = 0.33 min e z = 7.5°C
F70 teor =0.33 × 2 = 0.66 min
Identificazione delle condizioni di
processo
Anche temperature diverse da
Tref (es. 70°C) hanno effetto
letale.
Il rapporto di letalità (F/T),
ovvero il valore dell’effetto letale
di un minuto di permanenza ad
altre temperature (T) è definito
come valore di letalità (L) e può
essere espresso da:
L  10 T Tref / z
Lethal ratio F/T
Tref=70°C
°C
55
56
57
58
59
60
61
62
62.5
63
64
65
66
67
68
F/T
0.01
0.0136
0.0185
0.0251
0.0341
0.0464
0.0631
0.0858
0.1
0.1166
0.1585
0.2154
0.2929
0.3981
0.5412
z=7.5°C
°C
69
70
71
72
73
74
75
76
77
77.5
78
79
80
81
82
F/T
0.7356
1
1.3594
1.8478
2.5119
3.4145
4.6416
6.3096
8.577
10
11.659
15.849
21.544
29.286
39.811
Curva di penetrazione del
calore
100
90
Temperatura (°C)
In un prodotto
solido, sottoposto a
una fonte di calore,
vi è un graduale
aumento (e
diminuzione) della
temperatura, con
una velocità che
dipende dalle
caratteristiche
fisiche del prodotto
80
70
60
50
40
30
20
10
0
0
20
40
60
80
Tempo (min)
Prodotto
Forno
100
120
L’effetto letale Freal
complessivo del
processo termico può
essere calcolato
dall’approssimazione
trapezoidale della
curva di letalità (curva
di penetrazione del
calore)
F(T,z) =  [(Li-1+Li)/2]*t
Temperature Data Logger
Calcolo dell’effetto letale di un
trattamento termico “reale”
– Registrazione della curva di penetrazione del
calore nel punto termicamente più sfavorito
(“Situazione Peggiore”)
– Suddivisione del tempo di trattamento in intervalli
uguali (es. 1 min)
– Per ogni intervallo di tempo, lettura delle
temperature del prodotto
– Per ogni T, individuazione del corrispondente
valore di F/T
– Somma dei valori di F/T e moltiplicazione per
l’intervallo di tempo
Validazione di un trattamento
termico “reale”
Se l’effetto letale complessivo Freal determinato per
il trattamento termico è uguale o superiore al
valore teorico Fteor calcolato in precedenza, allora il
processo termico pratico ha un effetto letale
equivalente al criterio di efficienza stabilito per la
voluta inattivazione del patogeno di riferimento
Fattori che influenzano la
penetrazione del calore
Temperatura di processo (autoclave, forno)
Mezzo di riscaldamento (vapore, acqua, aria
calda)
Uniformità di riscaldamento
Lunghezza della fase di “come-up”
Tipo, dimensione, forma dei pezzi
Materiale del contenitore
Consistenza del prodotto
Temperatura iniziale del prodotto
Ermeticità del contenitore
Livelli di contaminazione e
considerazioni sul campionamento
Probability of obtaining one or more
defectives with the following proportions (p)
of the lot defective
Number of sample
units examined
per sample, n
200
1000
2000
3000
4000
5000
0.01
0.001
0.0001
0.00001
0.87
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00
0.18
0.63
0.86
0.95
0.98
0.99
0.02
0.10
0.18
0.26
0.33
0.39
0.00
0.01
0.02
0.03
0.04
0.05
Il campionamento del prodotto finito non deve
essere usato come criterio di accettazione
Il caso dell’ utilizzo di sostanze o processi
con attività antimicrobica
Alternative 1 & 2
Esempi di sostanze o processi antimicrobici
Aggiunta di lattato e diacetato alla
formulazione
Confezionamento ad attività antimicrobica
Trattamenti e processi antimicrobici che
rendono il prodotto RTE stabile a temperatura
ambiente
Congelamento durante la shelf life del
prodotto
Alternative 1 & 2
Validazione della sostanza o processo
antimicrobico
– Come parte della validazione, lo stabilimento deve avere una
documentazione che dimostri che la sostanza o il processo
antimicrobico, nelle modalità d’uso, sono efficaci nell’inibire o
limitare la crescita di Lm
Per esempio, l’impianto deve essere in grado di dimostrare il
grado di riduzione del patogeno che la sostanza o il processo
antimicrobico possono raggiungere, oppure quale grado di
inibizione della crescita, e per quanti giorni la sostanza o il
processo antimicrobico sono attivi
– Punti da considerare durante la validazione:
E’ necessaria la documentazione a supporto dell’uso della
sostanza o del processo antimicrobico
Alternative 1 & 2
L’efficacia della sostanza o del processo
antimicrobico deve essere verificata
attraverso la ricerca di Lm
– Punti da considerare:
I dati dello stabilimento devono dimostrare che la
crescita di Lm è inibita o limitata
La documentazione dello stabilimento deve
supportare la scelta delle procedure di verifica e la
frequenza di queste procedure
Opti.Form Listeria Control Model™
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