Validazione di un metodo di misurazione del potenziale di ossido-riduzione negli alimenti: risultati di uno studio sperimentale in zuppe di ortaggi a supporto di tale procedura.

The aim of my thesis was to obtain greater knowledge about the importance of “Redox potential” as an intrinsic factor of foods, specifically in vegetable-based soups. The measurement of the Redox potential was carried out on (i) artichoke cream and (ii) pasta and beans soup. The soups had a commercial shelf life of 21 days and my investigations were planned by keeping the test units at 5°C ±1 and under thermal abuse conditions at 9°C ±1 and then at 11°C ±1 respectively, for 24 days. Based on the production process and the application of strict, highly controlled hygiene measures, on the 1st day of marketing the soups should have very low microbial loads and the microbiota found should be made up of: non-spore-forming microorganisms such as yeasts, molds and Gram-positive bacteria and bacteria such as Bacillus spp and Clostridium in a metabolically active form. In the first “analytical step”" a standard microbiological profile was also performed for both soups, determining the pH, the Redox potential, the count of Microorganisms at 30°C and the loads of sulpHite-reducing Clostridia and spores of Clostridia producing botulinum toxins, associated with the research, via real-time PCR of Clostridium botulinum producing neurotoxins of types A, B, E and F. This profile was performed at the second analytical step, after 13 days and at the last after 24 days to monitor, in addition to the oxide reduction potential, any unwanted microbial growth in the samples. For each analytical step, three test units of each commercial reference studied were analyzed, to increase the available data. Redox potential measurements were carried out every 2/3 days for approximately 1 month; for the first 6 days only one measurement was made in each sample, while from the 9th day onwards 15 measurements were carried out, at different points (high-medium-low), for each test unit, consisting of a bowl of soup with a net weight of 650 g. The results demonstrated that in this matrix positive redox potential values prevail but negative redox potential values were found (especially in the artichoke puree, in tests carried out in thermal abuse), i.e. typical of an anaerobic environment. At these values, the presence of Bacillus spp was found, specifically, following microbial identification using Maldi-TOF, Bacillus cereus/thuringiensis, Paenibacillus silagei, Paenibacillus polymyxa.

Lo scopo della mia tesi era di ottenere maggiori conoscenze sull’importanza del "potenziale Redox" come fattore intrinseco degli alimenti, nello specifico nelle zuppe a base di ortaggi. La misurazione del potenziale Redox è stata condotta su (i) vellutata di carciofi e (ii) Pasta e fagioli. Le zuppe avevano una durabilità commerciale di 21 giorni e le mie indagini sono state pianificate mantenendo le unità di prova a temperatura di 5°C ±1 e rispettivamente in condizioni di abuso termico a 9°C ±1 e successivamente a 11°C ±1, per 24 giorni. In base al processo produttivo e all'applicazione di stringenti misure igieniche altamente controllate, al 1° giorno di commercializzazione le zuppe dovrebbero avere cariche microbiche molto ridotte e il microbiota che si dovrebbe ritrovare dovrebbe essere costituito da: microrganismi non sporigeni come lieviti, muffe e batteri Gram-positivi e batteri quali Bacillus spp e Clostridium in forma metabolicamente attiva. Nel primo "momento analitico" è stato eseguito anche un profilo microbiologico standard per entrambe le zuppe, determinando il pH, il potenziale Redox, la conta dei Microrganismi a 30°C e le cariche di Clostridi solfito-riduttori e di spore di Clostridi produttori di tossine botuliniche, associate alla ricerca, tramite PCR in Real-time di Clostridium botulinum produttore di neurotossine di tipo A, B, E ed F. Questo profilo è stato eseguito al secondo momento analitico, dopo 13 giorni e nell’ultimo dopo 24 giorni per monitorare, oltre al potenziale di ossido riduzioni, eventuali crescite microbiche non desiderate all’interno dei campioni. Per ogni momento analitico sono state analizzate tre unità di prova di ciascuna referenza commerciale studiata, per aumentare i dati a disposizione. Le misurazioni del potenziale Redox sono state effettuate ogni 2/3 giorni per 1 mese circa; per i primi 6 giorni è stata fatta una sola misurazione in ogni campione, mentre dal 9° giorno in poi sono state eseguite 15 misurazioni, in diversi punti (alto-medio-basso), per ogni unità di prova, costituita da una ciotola di zuppa del peso netto di 650 g. I risultati hanno dimostrato che in questa matrice prevalgono valori di potenziale Redox positivi ma si sono riscontrati (soprattutto nella Vellutata di carciofi, nelle prove fatte in abuso termico), valori di potenziale redox negativo, ossia tipico di un ambiente anaerobio. In corrispondenza di questi valori si è riscontrata la presenza di Bacillus spp, nello specifico, a seguito di identificazione microbica tramite Maldi-TOF, Bacillus cereus/thuringiensis, Paenibacillus silagei, Paenibacillus polymyxa.