Sintesi di capitolo 1 Conservazione degli alimenti La conservazione degli alimenti si basa su un insieme di tecniche finalizzate a prolungare la shelf life del prodotto e a garantire: ●● la salubrità dell’alimento attraverso metodi microbiostatici e microbicidi; ●● l’arresto delle reazioni enzimatiche; ●● l’assenza di alterazioni chimico-fisiche utilizzando idonei contenitori. Le tecniche di conservazione si basano sull’applicazione di metodi: ●● fisici, che sfruttano alte e basse temperature, disidratazione, radiazioni e variazioni di pressione; ●● chimici, che utilizzano conservanti naturali o artificiali; ●● fisico-chimici, che sfruttano fumo o radiazioni ionizzanti; ●● biologici, che utilizzano fermentazioni o enzimi. 2 Conservazione con le alte temperature Le alte temperature vengono impiegate con lo scopo di eliminare gli enzimi e i microrganismi responsabili dei processi alterativi. L’azione del calore sui microrganismi dipende da: ●● natura dei microrganismi (psicrofili, mesofili e termofili); ●● composizione chimica e grado di acidità dell’alimento; ●● fattori esterni all’alimento, come la durata del trattamento termico. I trattamenti termici prevedono l’impiego di calore umido o secco. La pastorizzazione è un trattamento termico di conservazione a temperature fino a 100 °C, che elimina i microrganismi patogeni e inattiva gli enzimi. La pastorizzazione può essere: ●● bassa (a 60-65 °C per 30 minuti); ●● alta (a 75-85 °C per 2-3 minuti); ●● rapida (a 75-85 °C per 15-20 secondi). La sterilizzazione è una tecnica di conservazione che ha come scopo la distruzione di tutte le forme microbiche, comprese le spore. Antolini, Cappelli, Fabbri, Vannucchi - Trasformazioni e produzioni agroalimentari Copyright © 2016 Zanichelli editore, Bologna CAPITOLO 7 Conservazione degli alimenti 2 7 Conservazione degli alimenti La sterilizzazione si divide in: ●● appertizzazione, trattamento a temperature maggiori di 100 °C per 20 minuti in contenitori sigillati; ●● UHT diretto, nel quale viene utilizzato calore a diretto contatto con l’alimento, a temperature di 140-150 °C per pochi secondi; ●● UHT indiretto, nel quale il calore entra a contatto con l’alimento attraverso una superficie di scambio, a temperature di 140-150 °C per pochi secondi. Al trattamento UHT segue il confezionamento asettico, che permette di: ●● mantenere le caratteristiche qualitative del prodotto; ●● ridurre le perdite nutrizionali e sensoriali. 3 Conservazione con le basse temperature Le basse temperature svolgono un’azione essenzialmente microbiostatica, che limita la crescita microbica, tranne quella dei batteri psicrofili; affinché la conservazione con il freddo sia efficace è necessario conoscere la temperatura minima di accrescimento dei microrganismi. La refrigerazione è una tecnica che prolunga la durata degli alimenti freschi; non ha azione né sterilizzante né risanante e presenta le seguenti caratteristiche: ●● riduce le degradazioni enzimatiche; ●● rallenta la proliferazione batterica; ●● non comporta l’eliminazione delle spore batteriche; ●● le temperature di esercizio sono comprese tra 0 e 10 °C; ●● l’acqua rimane allo stato liquido; ●● i prodotti devono presentare un alto livello igienico. La refrigerazione in atmosfera controllata (CAS) è una tecnica in cui si fa uso di gas inerti per prolungare la conservazione degli alimenti, impiegati all’interno di magazzini o locali adibiti alla conservazione in particolare di frutta e verdura. La conservazione in atmosfera modificata, comprende le tecniche: ●● MAS o conservazione in atmosfera modificata, che avviene in celle a tenuta stagna; ●● MAP o confezionamento in atmosfera modificata, tecnica in cui si sottrae aria e si immette una miscela di gas inerti contemporaneamente o immediatamente prima del confezionamento. La conservazione sotto vuoto è una tecnica in cui viene eliminata l’aria a contatto con gli alimenti estraendola con diversi sistemi dallo spazio di testa della confezione; si distinguono due tipi di confezionamento: il sotto vuoto (< 20 mmHg) e l’ipobarico (≥ 20 mmHg). La conservazione cryovac è una tecnologia basata sulla refrigerazione o congelamento dell’alimento confezionato in una pellicola termoretraibile. Il congelamento è una tecnica in cui si applica una drastica riduzione della temperatura, si può attuare attraverso: ●● congelamento lento con formazione di macrocristalli; ●● congelamento rapido con formazione di microcristalli; ●● surgelazione, in cui gli alimenti vengono sottoposti a un congelamento ultrarapido (−50 °C) e distribuiti mantenendo la catena del freddo. I sistemi di congelamento possono essere: ●● ad aria forzata, con uso di aria fredda a −40/−50 °C; ●● per contatto con piastre, con uso di piastre in cui circola un fluido a −40 °C; Antolini, Cappelli, Fabbri, Vannucchi - Trasformazioni e produzioni agroalimentari Copyright © 2016 Zanichelli editore, Bologna 3 7 Conservazione degli alimenti ●● ●● con uso di mezzi criogeni, come aria liquida, azoto liquido e CO2 solido con sottrazione di calore; soluzioni incongelabili, con uso di soluzioni di NaCl, saccarosio, glicoli ecc. I prodotti sottoposti a congelamento devono rispettare le temperature previste dalla catena del freddo, dalla produzione fino al consumatore. 4 Conservazione per sottrazione d’acqua L’acqua è strettamente legata alla proliferazione dei microrganismi e viene espressa attraverso il parametro aw. L’abbassamento dell’acqua libera negli alimenti può essere effettuato attraverso l’aumento o la diminuzione della temperatura, oppure a temperatura ambiente. La concentrazione consiste nella riduzione della quantità di acqua per evaporazione e serve a migliorare la conservabilità dell’alimento. I processi di evaporazione permettono l’allontanamento dell’acqua dall’alimento e possono essere di tipo diretto o indiretto; quest’ultimo può essere effettuato: ●● a basse pressioni; ●● a pressione atmosferica; ●● con evaporatori a effetto multiplo. La crioconcentrazione è una tecnica che utilizza le basse temperature, sfruttando l’abbassamento crioscopico delle soluzioni. Il processo avviene in due fasi: una di cristallizzazione e un’altra in cui si ha la separazione dei cristalli di ghiaccio. La concentrazione tramite processi a membrana viene effettuata a temperatura ambiente e include: ●● la disidratazione osmotica, con passaggio dell’acqua da una soluzione ipotonica a una ipertonica sino al raggiungimento della stessa concentrazione dalle due parti della membrana semipermeabile; ●● l’ultrafiltrazione e l’osmosi inversa, che permettono la separazione dei componenti di una soluzione in base alle dimensioni dei pori della membrana. L’essiccamento è un processo nel quale si opera una riduzione del contenuto idrico fino al 10-15% e può essere: ●● naturale, per esposizione all’aria o al sole; ●● artificiale, applicato a livello industriale utilizzando essiccatori (ad aria calda, per contatto diretto con una superficie riscaldata o mediante radiazioni). Il processo di essiccamento avviene impiegando diversi tipi di essiccatoi, quelli più comuni sono: ●● ad armadio, nei quali l’alimento viene posto a essiccare su ripiani; ●● a tunnel, nei quali l’alimento viene fatto passare in tunnel impiegando nastri trasportatori; ●● a letto fluido, che utilizzano una corrente di aria calda, in cui si trova sospeso l’alimento da trattare; ●● spray drying, nel quale il prodotto nebulizzato entra in una camera in cui circola aria riscaldata. La liofilizzazone è una tecnica di conservazione che sfrutta la proprietà dell’acqua di sublimare in particolari condizioni di temperatura e pressione. Il processo è costituito da tre fasi: congelamento, essiccamento primario ed essiccamento secondario. È una tecnica che preserva le qualità del prodotto e presenta ottimi vantaggi dal punto di vista tecnico-pratico. Antolini, Cappelli, Fabbri, Vannucchi - Trasformazioni e produzioni agroalimentari Copyright © 2016 Zanichelli editore, Bologna 4 7 Conservazione degli alimenti 5 Conservazione con metodi fisico-chimici e fisici L’affumicamento è una tecnica in cui si sfrutta l’azione fisica e chimica del fumo per la conservazione del prodotto o per conferire particolari aromi all’alimento; può essere: ●● freddo, a 15-25 °C; ●● intermedio, a 25-50 °C; ●● caldo, 50-85 °C. Per il trattamento vengono impiegati affumicatoi a circolazione di aria naturale, celle di affumicamento a convezione forzata o tunnel continui. Le radiazioni ionizzanti permettono di trattare gli alimenti in condizioni controllate e comprendono: ●● raggi UV, con azione germicida (250-280 nm); ●● raggi X e γ, di natura elettromagnetica. 6 Conservazione con metodi chimici naturali e artificiali I conservanti chimici sono sostanze naturali o artificiali che creano condizioni sfavorevoli allo sviluppo microbico. La salagione sfrutta l’azione inibente del cloruro di sodio dovuta all’aumento della pressione osmotica che abbassa il valore di aw; ha azione soprattutto batteriostatica e può essere eseguita a secco o a umido. Oltre al cloruro di sodio, altri conservanti chimici naturali sono: ●● saccarosio, agisce abbassando il valore di aw e ha azione microbiostatica; ●● alcol etilico, agisce disidratando i batteri, non è attivo nei confronti delle spore e necessita alte concentrazioni (50-70%); ●● olio, isola l’alimento dall’ambiente esterno, agisce nei confronti dei microrganismi aerobi ed è inefficace nei confronti di quelli anaerobi; ●● aceto, l’azione conservativa è legata all’abbassamento di pH e alle molecole dell’acido acetico. Tra i conservanti chimici artificiali ricordiamo: ●● additivi, è definita tale qualsiasi sostanza aggiunta agli alimenti intenzionalmente per migliorarne le caratteristiche tecnologiche; gli additivi migliorano le caratteristiche sensoriali, conferiscono all’alimento consistenza e omogeneità; ●● conservanti, preservano l’alimento dalle alterazioni causate dai microrganismi. Vengono suddivisi in conservanti con azione antimicrobica, conservanti per scopi particolari e conservanti destinati ad altri usi con effetto conservativo secondario; ●● antiossidanti, proteggono l’alimento da reazioni di irrancidimento e imbrunimento e ne prolungano la durata; ●● stabilizzanti, addensanti e gelificanti, usati per dare un determinato aspetto al prodotto; ●● emulsionanti, impiegati dall’industria per rendere più stabile un’emulsione; ●● chelanti, hanno il compito di legare i metalli e impedire che questi svolgano un’azione catalitica; ●● edulcoranti, conferiscono sapore dolce a cibi e bevande; ●● coloranti, utilizzati per conferire un determinato colore o ripristinare il colore naturale del prodotto; Gli additivi devono essere sempre riportati in etichetta e sono riconoscibili dalla lettera «E» seguita da un numero (per esempio E420). Antolini, Cappelli, Fabbri, Vannucchi - Trasformazioni e produzioni agroalimentari Copyright © 2016 Zanichelli editore, Bologna