venerdì 7 agosto 2015

Scombrotossina e luminescenza nei prodotti ittici: ruolo di Photobacterium spp



Carlo Cantoni, libero docente in Ispezione degli alimenti di origine animale, Milano                                                                                                                 Stefano Ibba, medico veterinario, Milano

La scombrotossina (istamina), o sgombrotossina, è una tossina alimentare associata al consumo di particolari specie di pesci appartenenti alle famiglie  degli Scombridae e degli Scomberosocidae  principalmente e alle Clupeidae, Engraulidae, Corinefenidae, e Potamidaeae. Essa, di solito, causa una lieve forma  di intossicazione alimentare (talvolta anche fastidiosa) denominata scombrotossicosi, quando ingerita in quantità in quantità sufficiente. L’avvelenamento sgombro tossico è anche conosciuto come avvelenamento da istamina perché questa amina è considerata  il componente tossico principale della scombrotossina in quanto altri componenti possono essere coinvolti. L'istamina è un’amina biologica (C5H9N3) che può essere prodotta dopo la cattura del pesce durante la  sua lavorazione e/o conservazione e può anche essere formata in altri tipi di alimenti per  azione di batteri. La sgombro tossina è stata rilevata in : sgombro, sgombro atlantico, lanzardo, chub sgombro o sgombro japonicus, Biso o tombarello, Plain bonito, palamita, tonno alalunga, albacore, tonno a pinne gialle, Yellofin tuna, tonno rosso, tonnetto striato, tonnetto allettato. E’ stata riscontrata anche in lampuga, Common dolphinfish, alaccia, spratto, sardine, sardella, cheppie, costardella, aringhe, marlin, mahi mahi. Nella letteratura specifica esistono casi secondo i quali la sgombro tossina potrebbe essere prodotta in specie di salmone. In genere le specie forti migratrici con carne rossa  per azione batterica danno luogo ad elevate concentrazioni di istamina durante le fasi di lavorazione e/o conservazione rispetto ai pesci con carne bianca, La  tossina può essere presente, oltre che nel pesce fresco e congelato ma anche  nel pesce inscatolato e  nei prodotti conservati in concentrazioni elevate, tali da provocare intossicazioni. La concentrazione di istamina può  variare considerevolmente fra le differenti parti del pesce o in  scatole di pesce  appartenenti allo stesso lotto. Nella tabella n.1 sono  riportati gli episodi di intossicazione istaminica da pesce per   i quali sono stati identificati i batteri responsabili.                                                                          
Tab.n.1 Casi di intossicazione   da consumo di pesce nei quali sono stati identificati i batteri responsabili 
(Emborg 2007)                                                       
Anno   paese               prodotto         casi    istamina    batteri responsabili  
1955     Giappone       tonno              50       1200          Morganella morganii 
1965     Giappone       tonno              N.R.       N.R.         Morganella morganii                 
1967 Cecoslovacchia tonno              N.R.     120-3100  Hafnia spp.            
1977      USA               tonno               15      1600-9.190 R.planticola                       
2002     Giappone  sardine essicate  1        3.000          P.   phosphoreum
2003 Danimarca  in salsa chili            8    7.100-9100    M. morganii P. phosphoreum   
2004 Danimarca tonno affumicato  2        4.500            P.phosphoreum 
2004 Danimarca tonno affumicato   1        2.000           M.psychrotolerans      
2004 Danimarca tonno cotto conf.  8      6.400            M.morganii                         
2006 Danimarca  tonno                     1      1.100             P.phosphoreum legenda:istamina espressa in ppm                                                                                      N.R. non rilevato                                                                                                  P:Photobacterium- R: Raoultella planticola                                                                                                                            tonno conf.: tonno cotto confezionato in film flessibile                                                      tonno affumicato:a freddo                                                                                                                  
Nella tabella n.2 sono riportate le concentrazioni di istamina(ppm) riscontrate in prodotti della pesca responsabili di intossicazioni                                
Tabella n .2 Concentrazioni di istamina (ppm) presenti in prodotti della    pesca causa di intossicazioni.                                                                                                
Anno      prodotto ittico           casi      istamina                                                    
1973      tonno in scatola          -             1.160                                                             
1984      Mahi-Mahi                   3         1.070-1.950                                                           
1985      Blue fish                        5            2500                                                                 
1991      Scombro                       -           1.178+/-673                                                 
1996      Marlin                           3              841                                                  
1996      tonno                            48         1185-2,719                                                                       1998      tonno                             11         2.745-3245                                                                                                                                               
1999 Marlin                              256        539-56                                                                                 
2001  Scombro in  scatola        3           1.538                                                                                      2003  tonno                                8               914                                                                               
2004  Escolar                             4            4.090                                                                     
2004  tonno                               8             6.430                                                                      
2004  Pesce spada                     4            208-2.415                                           
2005  Escolar                              7            5.810                                                      
2005  tonno                                2            1.738                                                                         
2005 Escolar affumicato          5             2.605-1,705                                                                  
2005 tonno                                6              220                                                               
2006 tonno in scatola               1             335-390                                                     
2006 tonno                                 2             1.050-1.750                                                       
2006 tonno                                  1            100-1100                                                      
da Emborg (2006) Istamina e batteri produttori     
                                                                                 
L’istamina nel pesce e nei prodotti derivati  è prodotta dalla decarbossilazione dell’aminoacido istidina per azione della istidindecarbossilasi batte-rica Batteri come Vibrio spp, Pseudomonas spp.e Photobacterium spp. sono presenti naturalmente nelle acque marine e si trovano,conseguentemente nel corpo dei pesci. Altre specie batteriche,  specialmente le Enterobacteriaceae, sono dei contaminanti provenienti dagli ambienti di lavorazione.Questo secondo  gruppo di  contaminanti è considerato il più importante  quale causa dell’intossicazione istaminica. Specie come Raoultella planticola, Morganella morganii,Hafnia alvei, Morganella psychrotolerans sonoin grado di produrre elevati livelli di istamina a temperature mesofile (18-30°C). Per questa ragione l’istamina è prodotta preferibilmente nelle fasi di  lavorazione e/o conservazione, quindi a temperature elevate sebbene, recentemente, significativi livelli di istamina siano state rilevati in pesci e prodotti rilevati mantenuti al freddo per azione di germi psicrotrofi come Morganella psychrotolerans (Emborg & Coll.2006) e Photobacterium phosphoreum. Vi è evidenza che la decarbossilasi rimanga attiva alla temperatura di refrigerazione,anche se i batteri sono inattivi. Dopo essere stato attivato a temperature elevate,l’enzima può continuare a produrre istamina anche quando il pesce è stato raffreddato correttamente. È anche possibile che l’istamina venga formata nei prodotti cotti in scatola in seguito alla loro contaminazione nelle fasi successive di utilizzazione.  L’istamina  una volta formata è estremamente stabile è non è ridotta dalla cottura,resiste alla sterilizzazione in autoclave e non è ridotta durante il congelamento e il mantenimento allo stato congelato del prodotto ittico. Inoltre livelli   elevati possono trovarsi anche intossicazioni in assenza di alterazione del prodotto ittico. L’enzima istidindecarbossilasi  è inattivato dalla cottura.Oltre al già noto Photobacterium phosphoreum, in tempi recenti sono state isolate altre specie di Photobacterium in grado di formare istamina (HPB o Histamine producing bacteria) (Torido & Coll.  2014), quindi nuove specie potrebbe-ro provocare intossicazioni. Il genere Photobacterium comprende 26 specie e 2 subspecie. I Photobacterium sono germi Gram negativi,anaero-bi facoltativi,mobili comunemente associati con animali marini. Le specie appartenenti al genere sono ampiamente distribuite nelle acque dei mari,nelle acque marine di superficie salate ,nei sedimenti marini,nelle acque salate di lago sulla cute e nell’intestino di animali marini  e negli or-gani luminosi dei pesci.Diverse specie sono luminescenti per l’attività dei  geni LUX (luxCDAEG).                                                                                                          
In base alla temperatura di crescita si dividono in psicrofili,psicotropi (freddo tolleranti) e mesofili, Le specie psicrofile hanno temperature di crescita conprese tra 0 e inferiori a 20°C. La temperatura ottimale di crescita è compresa tra 10-15°C.Le specie psicrotrofe tra 4°C  e oltre i 25°C; le ottimali sono tra 15 e 30°C. Sono quindi in grado di moltiplicarsi a basse temperature preferendo comunque quelle moderate. Le specie mesofile si moltiplicano tra 10 e 15°C fino a 45°C, con ottimali  tra 30 e  37°C.                                                                                                                                                             Le specie mesofile di Photobacterium sono: P.aestuari,P.,P.aphysiae.,  P. aphoticum, P.aquae, P.acquimaris, P. damselae subsp. piscicida,P. histaminum, P.leognathi, P.mandapamensi, P.piscicida, P.rosenberghii, P.sanctipauli.                                                                                                                                             
Le specie psicrofile e psicrotrofe sono:P.angustum,P.damselae subsp. damselae,P.fischeri,P.frigidophiphilum.P.gaetbucolica,P.gagwense., P.halotolerans, P.iliopiscarium, P.indicum, P.jeanii, P.kishitanii, P.lipoliticum, P.phosphoreum, P. profundum, P.swingsii.   
                                                                                                                             
Come prima segnalato, recentemente accanto al già noto P.phosporeum (Torido & Coll.2014) hanno descritto la presenza di altre Photobacterium   ssp.produttrici di istamina in alimenti ittici messi in vendita al dettaglio in Giappone.Precisamente i Photobacterium mesofili: P. angustum,P. acqui-maris, P.leognathii  e gli psicrotrofi P.kishtanii, P.angustum e P. damselae subsp.damselae. Tra questi P.damselae subsp.damselae era prevalente numericamente senza alcuna segnalazione di intossicazione. Rimane però la constatazione che alcuni ceppi delle specie isolate abbiano evidenziato la produzione di più di 1.000 mg/kg di istamina (Bermejob & Coll.2004) con conseguente possibilità di essere potenziali agenti di intossicazione istaminica.nei pesci venduti al dettaglio in Giappone Torido & Coll.(2014) hanno  verificato la presenza del 94,9%  di Photobatteri  nella popolazione batterica contaminante i pesci. Specie isolate frequentemente produttrici di HFP sono state: P.aquimaris e P.Kishitani (Ast & Coll..2007;Yoshizawa & Coll. 2009).Nello studio di Torido & Coll.(2014) viene confermata che la maggiore percentuale dei Photbacterium mesofili HPB producono più di 500 mg/ Kg di istamina,mentre la capacità di produzione degli psicrotrofi /psicrofili è  generalmente inferiore.Tuttavia alcuni ceppi isolati delle specie  P.aquimaris, P.damsilae,P.kishitani,P.iliopiscatorium e,soprattutto P.phosphoreum , producono più di 500 mg/Kg quindi episodi di intossica- zione  potrebbero essere causati da ceppi psicrotrofi/psicrofili di Photobacterium anche quando i pesci sono conservati a basse  temperature per tempi superiori a 5 giorni.I n  proposito il Photobacterium più conosciuto  HFP è Photobacterium phosphoreum che si è reso responsabi le dei quattro casi riportati nelle tabelle.Ilmicrorganismo è anche responsabile di alterare pesci e prodotti a  base di pesce (Dalgard 2006) la sua produzione di istamina in dosi elevate a temperature di refrigerazione è documentata (Okuzumi & Coll.1981;Okuzumi & Coll.1982; Okuzumi & Coll.1984; Morii & Coll.1988) Il P.phosphoreum è stato isolato ed identificato nel 2004 (Kanki & Coll), non cresce senza presenza di sale nel substrato e a temperature superiori a 25°C.Sembra possiile che i ceppi della specie possano costituire due sottospecie in base alla diversa  capacità di produrre istamina. (Dalgaard & Coll. 2006).                                            
Luminescenza - Una seconda  proprietè di Photobacterium spp. è quella di provocare la luminescenza dei pesci mediante l’attività  dei geni LUX.  Essa si manifesta al buio in pesci tenuti a temperature superiori a 10°C.Le specie responsabili sono elencate nella tabella:                                                    

Tabella n.3 Photobacterium spp luminescenti                                                                     
specie                             temperatura di crescita              Nacl (%)                              P.gangwense                               10-45 °C                            0,9-3                                   P.histaminum                              20-40 °C                            2-8                       P.iliopiscarium                            4-22°C                                1-3                                    P.kishitanii                                   4-30°C                                4-30                             
P. leognathi                                 10-30°C                               0,9-3 
P.mandapamensis                      10-30°                                 0,9-3 
P.phosphoreum                          0-25°C                                  02-3,8     
                                              
Identificazione dei Photobacterium                                                                                       
Per l’isolamento di Photobacterium si possono utilizare i seguenti terreni: Photobacterium  agar (Sigma),Photobacterium broth (Himedia),Boss medium (NaCl 30 g; glicerolo 1 g; 10 g di peptone; estratto di carne 3 g;agar 18 g; acqua 1000 ml,pH 7,3 o terreno di Niven &Coll (1981). Per l’identificazione si procede alla valutazione morfologica e alla determinaione di catalasi,ossidasi e crescita in aerobiosi e poi alla determinazione biochimica con API20NE.Per alcuni ceppi e stata applicata la tecnica  PCR.-RFLP.       
                                                                                                 Bibliografia                                                                                                                                 
Ast   J.C.;Ceenwerk I.;Engelbeen K.& Coll.(2007)Int.J.Syst.Microbiol.57,      2073-2978                                                                                                                                        Bermejo A.;Mondaca M.A.;RoeckelM. & Coll.(2004)J-Food Processing and Preservation 28,201-222                                                                                                                       
Dalgaard  P.;Madsen H.L.; Samilan N. & Coll.(2006) J.Appl.Microbiol.101,    80-85                                                                                                                        
Emborg J.;Dalgaard P.; Kielby A. & Coll.(2006)SEAFoodplus .Deriverable D4 Dan.Ist.Fishery  pp 22                                                                                                                            
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Kanki M,;YODA T.;Ishibashi M. % Coll.(2004) Int.J.Food Microbiol.92,79-87 Morii  H.;Kasama K .(2004)New Engl.J-Medecine 324,716-720                                                                                                                   
Niven C.F.; Jeffrey M,B,;Carlett D.A.(1981) Appl. Env.Microbiol.41,321-3                                                                    
 Okuzumi M.; Okuda S.; Awano M. (1981)Bull.Jap.Soc.Sci.Fish.47-799-804                                                                                                                    
 Okozumi M.; Okuda S.; Awano M.(1982) Bull.Jap.Soc.Sci.Fish. 47,1591-1598                                                                                                              
 Okuzumi  M.; Yamanaka H.;Kubozuka H. & Coll.(1984)Bull.Jap.Soc.Sc.Fish.  50,653-657                                                                                                                                                                                                                                                
 Torido y.;Oshima C.;Takahashi H. & Coll, (2014) Food Control 46,338-342                                                                                                                           
Yoshizawa S.;WadaM.; Kita-Tsukamoto K.& coll.(2009)Int.J.Syst.Evol. Microbiol.59.1438-1442                                                                                             

Riassunto                                                                                                                                 
Vengono  riportate la produzione di sgombro tossina e di luminescenza dei prodotti ittici da parte di Photobacterium spp  sono descritte in dettaglio. 
                                                                                                                   Summary                                                                                                                        
Scombrotoxin and glowing  of seafoods by Phosporeum spp. have been descrive in the text.Responsable Photobacterium spp have also descrive in detail.



 
                 
                 
                                                                 
                                                                                                                

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