Microrganismi patogeni selezionati per l’indagine

Gli impianti a biogas utilizzati in agricoltura sono alimentati, oltre che da biomasse provenienti da colture dedicate, anche da reflui zootecnici, come liquami bovini, suini, pollina e sottoprodotti dell’agricoltura e dell’industria alimentare; pertanto appare evidente che sia i liquami che alcune tipologie di sottoprodotti, come ad esempio quelli di origine animale non destinati al consumo umano, siano veicoli potenziali di microrganismi patogeni [Cappa F., Cocconcelli P.S., 2012].

I microrganismi patogeni normalmente presenti nei liquami in entrata nei digestori possono essere Enterobacteriaceae, quali Escherichia Coli, Salmonella, Shigella, Yersinia, ma anche LysteriaMonocytogenes, Campylobacter, Mycobaceria, enterococchi fecali e microrganismi sporigeni appartenenti al genere Clostridium e Bacillus, come Clostridium tetani e Clostridium botulinum.

Inoltre va affermato che il trattamento anaerobico dei liquami porta ad una riduzione significativa dei batteri patogeni inizialmente presenti nelle matrici in ingresso; pertanto i reflui di un digestore anaerobico presentano un rischio microbiologico minore.

Ciò riconduce ad alcuni parametri del processo, quali il pH, la temperatura di fermentazione, il tempo di permanenza in vasca e il contenuto di acidi grassi volatili che influenzano notevolmente la cinetica dei microrganismi patogeni facendo si che il prodotto finale di un digestore presenti un rischio inferiore rispetto alle matrici originali.
Un metodo efficace per la riduzione di microrganismi patogeni dal digestato, ad eccezione di quelli sporigeni, è costituito dal processo di pastorizzazione; tale processo determina un trattamento termico del digestato in uscita,a temperature che generalmente oscillano tra i 60/70 °C e per tempi che variano dai 30 ai 60 minuti, facendo accurato riferimento al livello di contaminazione del materiale di partenza.

Secondo vari studi condotti fin dagli anni 80, la digestione anaerobica mesofila (35°C) e termofila (55°C) riduce significativamente il numero di molte famiglie batteriche e un processo preventivo di pastorizzazione a 70° per circa un’ora (come prescritto per legge nel caso di utilizzo di residui da macello) è in grado di neutralizzare i principali batteri patogeni come Escherichia Coli, Salmonella spp ed enterococchi. Quindi in generale l’utilizzo del digestato in sostituzione del letame o dei reflui tal quali, aiuta a ridurre i rischi di batteri patogeni. Diverso è il caso delle spore di Clostridi, una grande famiglia di batteri anaerobi ubiquitari (sono presenti normalmente anche nel nostro intestino e sono tra i principali protagonisti della fase di idrolisi del biogas) che comprende anche specie responsabili dell’alterazione dei formaggi e specie che possono provocare infezioni più o meno gravi, compresi botulismo e tetano. I Clostridi, in condizioni ambientali particolari, formano spore resistenti al calore, alle radiazioni e a diversi agenti chimici, per cui anche la pastorizzazione risulta inefficace. Una sperimentazione condotta dal Centro Ricerche Produzioni Animali di Reggio Emilia, su materie prime contaminate, ha rilevato che la digestione anaerobica, nel caso di utilizzo di solo letame, non provoca né diminuzione né aumento significativi del numero di spore, mentre queste aumentavano significativamente (dal punto di vista statistico) con l’uso di letame misto a insilato di mais o di sorgo. Basterebbe quindi evitare l’uso di insilati nelle aree di produzioni lattiero-casearie di pregio. Del resto alla domanda della Commissione Europea sulla necessità di test per verificare l’eventuale presenza di Clostridium perfringens nel digestato, il gruppo di esperti sul pericolo biologico (BIOHAZ) ha concluso nel 2009 che, in considerazione dell’utilizzo finale dei residui della digestione, l’assenza di Clostridium perfringens non è necessaria. Va tenuto presente inoltre che nel caso di impiego di sottoprodotti di origine animale la normativa europea (Reg. CE 1069/2009) prescrive la necessità di un trattamento preliminare di pastorizzazione a 70° e per determinate categorie di prodotti più pericolosi anche la sterilizzazione.

I microrganismi patogeni oggetto di studio sono:

• Clostridium perfringens
• Salmonella spp
• Escherichia Coli

I risultati dei Clostridi sono espressi tramite il metodo APAT CNR-IRSA metodo 7060 B MAN 29/2003 cioè del numero più probabile o dei tubi multipli (MPN)/ml. Con questo metodo viene calcolata la concentrazione delle spore in campioni di digestato tramite una stima statistica determinata sulla base della combinazione di tubi positivi e negativi ottenuti inoculando aliquote diverse del campione in terreno colturale.

I risultati della Salmonella spp sono espressi secondo il metodo UNI 10780:1998 – APP. H –. Il metodo consente di valutare la presenza/assenza di salmonella in un determinato volume di composto.

I risultati di Escherichia Coli sono espressi attraverso metodo interno rev. 1: 2011 -  delle unità formanti colonie (UFC/100ml).