Escherichia coli STEC e latte crudo: metodologie di ricerca del patogeno nella filiera casearia trentina

This study aims to analyze and propose solutions to a problem identified during an internship carried out at CONCAST (Consortium of Trentino Cheese Factories), namely the management of risk related to the pathogen Escherichia coli STEC in the dairy supply chain specialized in the production of traditional raw milk cheeses. It examined in detail the impact that pathogen detection methodologies can exert on the comprehensive management of Trentino cheese factories in their entirety. The current qualitative methodology outlined in ISO TS 13136:2012, based on PCR screening followed by viability confirmation on agar plates, presents significant limitations in the practical management of contaminated batches, leading to prolonged holding of products in aging facilities and economic losses for dairy processing facilities. This thesis analyzes innovative quantitative methodologies to overcome these criticalities: quantitative PCR with a quantification limit of 40 CFU/mL in milk, which allows rapid evaluation (1.5 hours) of pathogen concentration; electrochemical immuno-biosensor with CdS@ZIF-8 nanoparticles, which reaches extreme sensitivity (3 CFU/mL) through differential pulse voltammetry; tertiary predictive models that, by integrating quantitative data with environmental parameters, allow prediction of pathogen behavior during aging. The implementation of these technologies would enable differentiated batch management based on contamination level: pasteurization destination for high concentrations, prolonged aging for medium contaminations, normal production for low concentrations. This approach would preserve Trentino cheese-making tradition while maintaining high food safety standards, avoiding forced conversion to pasteurization that would entail incalculable cultural, environmental, and economic losses.

Lo studio si propone di analizzare e proporre delle soluzioni ad una problematica riscontrata durante il percorso di tirocinio svolto presso il CONCAST (CONsorzio dei CASeifici Trentini), ossia la gestione del rischio legato al patogeno Escherichia coli STEC nella filiera lattiero-casearia specializzata nella produzione di formaggi tradizionali a latte crudo. Si approfondisce nel dettaglio l’impatto che le metodologie di ricerca del patogeno possono esercitare sulla gestione complessiva dei caseifici trentini nella loro completezza. L'attuale metodologia qualitativa ISO TS 13136:2012, basata su PCR screening seguita da verifica di vitalità su piastra, presenta significative limitazioni nella gestione pratica dei lotti contaminati, causando blocchi prolungati della merce nei magazzini di stagionatura e perdite economiche per i caseifici. Il presente elaborato analizza metodologie quantitative innovative per superare queste criticità: la PCR quantitativa con limite di quantificazione di 40 CFU/mL nel latte, che consente una valutazione rapida (1,5 ore) della concentrazione del patogeno; l'immuno-biosensore elettrochimico con nanoparticelle CdS@ZIF-8, che raggiunge sensibilità estreme (3 CFU/mL) attraverso voltammetria a impulso differenziale; i modelli predittivi che, integrando dati quantitativi con parametri ambientali, permettono la previsione del comportamento del patogeno durante la stagionatura. L'implementazione di queste tecnologie consentirebbe una gestione differenziata dei lotti in base al grado di contaminazione: destinazione a pastorizzazione per alte concentrazioni, stagionatura prolungata per medie contaminazioni, produzione normale per basse concentrazioni. Tale approccio preserverebbe la tradizione casearia trentina mantenendo elevati standard di sicurezza alimentare, evitando la conversione forzata alla pastorizzazione che comporterebbe perdite culturali, ambientali ed economiche incalcolabili per le piccole realtà territoriali.