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25 Luglio 2014 | ultimo aggiornamento circa 9 ore fa

Dossier: Dai campi alla tavola

Temi salute

Freschezza a lunga scadenza

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di Giovanni Quaglia e Flavio Paoletti | Pubblicato il 01 Marzo 2001 00:00

Le tecnologie alimentari hanno origine nella preistoria, quando per la prima volta gli uomini scoprono e impiegano rudimentali sistemi di trattamento dei cibi, come l’essiccazione del grano e la cottura a fuoco della carne, in modo da conservarli per far fronte ai periodi di carestia o all’inverno, per i primi grandi spostamenti di intere popolazioni oppure solo per migliorarne la qualità al consumo. Per un lungo periodo questi metodi di conservazione e di preparazione degli alimenti furono usati solo su scala domestica per rispondere ai bisogni della famiglia. In seguito, lo sviluppo della società e la creazione e crescita dei villaggi e delle città diedero un forte impulso alle tecnologie di lunga conservazione. Che così permisero il trasporto degli alimenti dalle zone rurali di produzione alle aree urbane. Infine, nel XIX secolo, nacquero le prime fabbriche per la produzione su larga scala di prodotti alimentari di base come l’amido, lo zucchero, il burro e i prodotti da forno. Ma i processi impiegati erano ancora basati sull’esperienza e la tradizione. Solo verso la fine di quel secolo il contributo dello sviluppo scientifico portò alla trasformazione da un’industria alimentare artigianale a una basata sulla conoscenza della composizione degli alimenti e delle modifiche che avvengono sul loro valore nutrizionale e organolettico a seguito di trattamenti tecnologici.

Perché si alterano i cibi

Gli alimenti sono materiali biologici altamente deperibili per cause esterne e interne. Le prime sono rappresentate dai microrganismi (batteri, lieviti, muffe) che le contaminano e da insetti e roditori; quelle interne possono essere individuate invece negli enzimi naturalmente presenti negli alimenti. Ma alterazioni possono essere provocate anche da reazioni chimiche (ossidazione, idrolisi, imbrunimento non enzimatico) e dall’azione di agenti fisici.

La velocità di crescita dei microrganismi e quella delle reazioni chimiche che provocano il deterioramento di un alimento sono influenzate dal contenuto d’acqua dell’alimento stesso. Negli alimenti l’acqua si può trovare in due forme: “libera”, cioè trattenuta all’interno dell’alimento da strutture in grado di inglobarla, e “legata”, ovvero fissata da componenti solidi dell’alimento grazie a veri e propri legami chimici. E’ proprio la frazione di acqua definita “libera” a partecipare alle varie reazioni di alterazione, e che quindi deve essere quantificata per valutare la stabilità di un prodotto alimentare. Il contenuto di acqua in senso assoluto, quindi, non è l’indice migliore per determinare l’effetto sulla velocità delle reazioni di alterazione. Il parametro che oggi viene considerato utile per la valutazione della stabilità di un alimento è l’attività dell’acqua (Aw), che rappresenta la quantità di acqua “libera” presente .

Oltre all’acqua esistono altri fattori in grado di innescare o accelerare i processi degradativi a carico di un alimento. Batteri diversi, per esempio, possono avere differenti temperature ottimali per la crescita ed essere classificati in base a queste. Anche l’acidità del mezzo, la luce e la concentrazione di ossigeno nell’ambiente circostante l’alimento possono avere la loro influenza sulla velocità di sviluppo dei microrganismi. La temperatura, inoltre, può accelerare reazioni chimiche di tipo degradativo, mentre la luce e l’ossigeno possono favorire l’inizio e il propagarsi di reazioni di ossidazione a carico dei lipidi, che portano all’irrancidimento dell’alimento. I metodi di conservazione degli alimenti raggiungono quindi il loro obiettivo di stabilizzazione attraverso differenti percorsi basati sul controllo dei fattori sopra indicati: distruzione dei microrganismi; rallentamento della loro velocità di crescita e di quella delle altre reazioni di alterazione attraverso la diminuzione del contenuto o della disponibilità di acqua, modificazione delle condizioni dell’ambiente che circonda l’alimento e/o riduzione della temperatura.

Come si conservano gli alimenti

E’ ormai entrata in uso una classificazione dei processi di conservazione basata sul livello di temperatura ai quali essi avvengono: a temperatura ambiente, ad alta temperatura e a bassa temperatura. A questi deve poi essere aggiunta la tecnica che consente di aumentare la conservabilità di un alimento attraverso l’impiego di additivi detti, per questa ragione, “conservativi”.

Processi a temperatura ambiente

I trattamenti per la conservazione degli alimenti che avvengono a temperatura ambiente possono essere riassunti in affumicamento, salatura e marinatura, considerate tecniche tradizionali o domestiche. L’affumicamento è una delle tecniche di conservazione più antiche ed è basato sulla formazione di sostanze antisettiche e antiossidanti che si sviluppano durante l’incompleta combustione di segatura derivante da legni duri. Nel fumo di legna si sviluppano gas e un gran numero di composti chimici (attualmente ne sono stati individuati circa 200). Alcuni di questi composti chimici, di cui è stata rilevata la presenza sulla superficie degli alimenti affumicati, risultano essere carcinogenici. L’uso di temperature relativamente basse durante il processo impedisce però la loro formazione. I prodotti affumicati hanno un tempo di conservazione di alcuni mesi (sei per il pesce), ma questa durata dipende anche dalla permeabilità del materiale di confezionamento con cui l’alimento viene conservato in frigorifero.

La salagione, che sfrutta soprattutto il potere antisettico del sale, è ancora una tappa obbligata nella preparazione della quasi totalità delle semiconserve. C’è da dire però che il consumo di alimenti conservati sotto sale si è sta sempre più riducendo a causa delle risultanze di studi epidemiologici, che hanno evidenziato l’esistenza di una relazione tra consumo di sale e incidenza dell’ipertensione in gruppi di popolazione.

Processi ad alta temperatura

Il trattamento termico è uno dei metodi più importanti usati nel processamento degli alimenti, non solo a causa degli effetti desiderabili che provoca sulla qualità al consumo (molti alimenti vengono consumati cotti), ma anche per l’effetto preservante realizzato attraverso la riduzione dell’attività enzimatica, microbiologica, di insetti e parassiti. Altri vantaggi del trattamento termico sono l’eliminazione di componenti antinutrizionali (inibitore della tripsina nei legumi) e il miglioramento della disponibilità di alcuni nutrienti, come l’aumento della digeriblità delle proteine. Gli alimenti possono essere sottoposti a trattamenti termici a temperature inferiori (pastorizzazione) o superiori (sterilizzazione) a 100°C o al fine di ridurre il contenuto d’acqua (disidratazione o essiccamento). La pastorizzazione è un trattamento termico piuttosto blando, eseguito di solito al di sotto dei 100 °C, che viene usato per consentire il risanamento degli alimenti da eventuali germi patogeni particolarmente sensibili al calore (batteri non sporigeni, lieviti, muffe), con una conseguente conservabilità del prodotto di alcuni giorni, come nel caso del latte, o di diversi mesi, come per i succhi di frutta. Durante la pastorizzazione i mutamenti delle caratteristiche nutrizionali e organolettiche dell’alimento sono minimi. Innovazione tecnologica di grande portata è stata quella di applicare ad alimenti liquidi, come il latte, la pastorizzazione su larga scala prima del riempimento in contenitori utilizzando apparecchiature continue e scambiatori di calore a superfici piane e successivo confezionamento in contenitori di materiale composto da cartone e plastica in ambiente asettico. Nel caso del latte, per esempio, viene applicato un trattamento a 75-78 °C circa per una durata di circa 30 secondi. Risultato: la stabilizzazione del prodotto per tre giorni circa alla temperatura di frigorifero. I danni provocati sono talmente ridotti che il latte pastorizzato viene comunemente venduto con la dicitura “fresco” sulla confezione. Gli alimenti pastorizzati in questa maniera vengono poi immediatamente versati nei contenitori (di cartone o di vetro), che a loro volta vengono chiusi ermeticamente in modo da prevenire la ricontaminazione del prodotto.

Nella sterilizzazione, invece, gli alimenti vengono riscaldati a una temperatura sufficientemente alta e per un tempo sufficientemente lungo da distruggere l’attività microbica ed enzimatica, così da garantire una conservabilità del prodotto di diversi mesi. In particolare, con la sterilizzazione vengono distrutte anche forme di vita latente dei microrganismi (le spore) che sono in grado di resistere anche alla temperatura di ebollizione. Le severe condizioni termiche cui l’alimento è soggetto producono sostanziali mutamenti alle proprietà nutrizionali e organolettiche del prodotto. E’ possibile evitare questo problema applicando temperature più elevate per tempi più brevi se il prodotto viene sterilizzato prima di essere introdotto nel contenitore (confezionamento asettico). Questo è alla base del processo Uht (Ultra High Temperature), detto anche asettico, che viene usato per numerosi alimenti liquidi a cominciare dal latte. Tale trattamento prolunga la conservabilità del prodotto di alcuni mesi e, inoltre, non richiede l’uso della refrigerazione riducendo i costi nelle fasi di trasporto, distribuzione e conservazione. Le limitazioni al processo Uht vengono dal maggiore costo e complessità dell’impianto, che richiede la sterilizzazione del materiale di confezionamento, delle tubazioni e dei serbatoi, dell’aria e delle superfici delle macchine confezionatrici. Per il latte si possono, per esempio, raggiungere i 135 °C per pochi secondi per ottenere un prodotto igienicamente sicuro. Una volta sterilizzato il prodotto viene raffreddato, confezionato in ambiente asettico, versando il prodotto nei contenitori che vengono chiusi ermeticamente. Gli alimenti sterilizzati sono molto diffusi. Oltre al latte Uht, o a lunga conservazione, si trovano in commercio carni in scatola, vegetali come piselli, fagioli o lenticchie in scatola e così via.

Ancora un altro metodo è quello dell’essiccamento, o disidratazione, con il quale viene fornito calore all’alimento in condizioni controllate in modo da rimuovere la maggior parte dell’acqua normalmente presente attraverso l’evaporazione. Scopo principale di questa tecnica è quello di aumentare la conservabilità del prodotto riducendone l’attività dell’acqua e rallentando, di conseguenza, la crescita di microrganismi e le altre reazioni di deterioramento. Oltre a ciò, il prodotto finale presenta una massa e un peso notevolmente ridotti, per cui i costi di trasporto e conservazione vengono di molto abbassati. Un’ampia varietà di alimenti possono essere trattati in questo modo (latte, patate, legumi, spezie, ecc.) offrendo al consumatore prodotti di grande facilità d’uso (convenience). Tuttavia, le drastiche condizioni termiche adottate provocano notevoli danni sia al valore nutrizionale che alle proprietà organolettiche degli alimenti stessi. L’essiccamento provoca sostanziali modifiche alla qualità di un prodotto alimentare. Riguardo alla consistenza di frutta e vegetali, la gelatinizzazione dell’amido, la cristallizzazione della cellulosa e le variazioni localizzate del contenuto di umidità durante il processo fanno insorgere delle tensioni interne al prodotto che, a loro volta, possono provocare la compressione e la distorsione delle cellule, dando un aspetto raggrinzito e contratto all’alimento che il processo di reidratazione non riesce a compensare. La denaturazione e l’aggregazione delle proteine hanno come conseguenza la perdita da parte di questi nutrienti della capacità di trattenere l’acqua. Questi fenomeni fanno sì che la consistenza del tessuto della carne divenga stopposa, ragion per cui l’essiccamento non viene applicato al prodotto. Provocando delle sostanziali modifiche alle caratteristiche superficiali, questo metodo ha degli effetti anche sulla capacità di riflettere la luce da parte del prodotto e, di conseguenza, sul colore, che può anche essere alterato da modifiche chimiche a carico di pigmenti naturali, come clorofilla e antociani.

Gran parte dei cambiamenti indotti dall’essiccamento alle proprietà organolettiche sono il risultato di alterazioni di costituenti che hanno grande rilevanza anche da un punto di vista nutrizionale. Le proteine vengono denaturate nel corso del processo e questo ne riduce la solubilità. Effetti negativi possono essere rilevati a carico di singoli aminoacidi. La lisina, per esempio, è un aminoacido termosensibile e le perdite nel latte in polvere possono raggiungere anche il 40 per cento a seconda del tipo di trattamento di essiccamento adottato. Sicuramente le perdite più significative si hanno a carico delle vitamine idrosolubili, sia per la loro sensibilità al calore, che per il fenomeno di concentrazione cui vanno incontro che può portarle fino ad uno stato di sovrasaturazione e successiva precipitazione. E’ comunque da tenere presente che le perdite vitaminiche a carico di prodotti vegetali essiccati sono per la maggior parte causate dai processi di preparazione del prodotto (scottatura, sbucciatura) più che dall’essiccamento vero e proprio. Modifiche sostanziali si possono verificare nei prodotti essiccati anche nel corso della loro conservazione. I bassi valori di attività dell’acqua che vengono raggiunti in seguito a tale trattamento hanno l’effetto di accelerare i processi di ossidazione a carico dei lipidi. Inoltre, i prodotti essiccati sono altamente porosi e questo favorisce l’assorbimento di ossigeno. E’ quindi necessario ricorrere ad adeguati sistemi di confezionamento e conservazione che riducano le possibilità di contatto tra l’alimento essiccato e l’ossigeno e l’umidità.

Processi a bassa temperatura

A differenza dei trattamenti con applicazione del calore, quelli con sottrazione del calore non hanno alcun effetto risanante, ossia di riduzione della carica microbica. Ne consegue che le caratteristiche qualitative della materia prima devono essere molto elevate e che devono essere previsti adeguati controlli sia della temperatura che delle condizioni igienico-sanitarie nel corso di tutte la fasi dallo “stockaggio”, dalla produzione, distribuzione fino alla conservazione a livello domestico.

La refrigerazione è un’operazione nel corso della quale la temperatura del prodotto viene portata a valori compresi tra -1 e 8 °C. L’abbassamento di temperatura viene impiegato per ridurre la velocità delle reazioni di alterazione biochimiche e microbiologiche ed estendere quindi la conservabilità del prodotto. Tuttavia, alcuni microrganismi psicrofili, tra cui germi patogeni come la Lysteria, possono continuare a proliferare danneggiando l’alimento. Molti sono i fattori che influenzano la conservabilità degli alimenti refrigerati: il tipo di alimento, le condizioni al momento della raccolta (danni meccanici, contaminazione microbica), i livelli di inattivazione microbica ed enzimatica a seguito di pretrattamenti come la scottatura per frutta e vegetali, il controllo igienico-sanitario durante il processo e il confezionamento, l’effetto protettivo del confezionamento, la temperatura durante la distribuzione e conservazione, le caratteristiche dell’atmosfera che circonda l’alimento (umidità, concentrazione di ossigeno, ecc.). La refrigerazione provoca scarse o addirittura nulle modifiche alle caratteristiche nutrizionali e organolettiche degli alimenti, tanto che questi vengono fatti rientrare nella categoria dei prodotti freschi. Alcuni cambiamenti indesiderabili possono avvenire a carico di frutta e vegetali, soprattutto quelli provenienti da climi caldi, al di sotto di certi livelli di temperatura. Questi cambiamenti, definiti “danno da freddo”, provocano modifiche fisiologiche quali: imbrunimento interno o esterno, difetti di maturazione e macchie sulla buccia. La tecnica della refrigerazione è usata spesso in combinazione con altri trattamenti. Alimenti pastorizzati come il latte vengono conservati in frigorifero; singoli alimenti, come carni arrostite, o pasti completi (detti “prodotti della seconda generazione”) sono preparati attraverso processi di cottura-refrigerazione, oppure cottura-pastorizzazione-refrigerazione.

In questi ultimi anni hanno trovato grande diffusione, anche a livello commerciale, i prodotti confezionati in atmosfera modificata nella quale viene ridotta la concentrazione di ossigeno e, talvolta, anche aumentata quella di anidride carbonica inibendo lo sviluppo dei microbi e degli insetti prolungando il tempo di conservazione. I prodotti confezionati in atmosfera modificata debbono portare la denominazione “confezionati in atmosfera protettiva” e, nella maggior parte dei casi debbono essere conservati refrigerati. A livello internazionale sono ormai numerosi gli alimenti così trattati messi in commercio (carne, pesce, frutta e vegetali freschi, prodotti da forno, formaggi). In Italia il prodotto che ha incontrato, per ovvie ragioni, il massimo successo commerciale è la pasta “fresca” confezionata, con o senza ripieno.

Il congelamento prevede che la temperatura di un alimento venga portata al di sotto del punto di congelamento, facendo così subire a parte dell’acqua un cambiamento di stato sotto forma di cristalli di ghiaccio. Il risultato è l’immobilizzazione dell’acqua come ghiaccio e la conseguente concentrazione dei soluti disciolti nell’acqua non congelata. L’aumento della conservabilità del prodotto congelato viene così raggiunta attraverso la combinazione delle basse temperature, della ridotta attività dell’acqua e, in alcuni alimenti, del trattamento di scottatura. Nella prima fase dell’operazione di congelamento l’alimento viene raffreddato a una temperatura al di sotto del punto di congelamento che, a eccezione dell’acqua pura, è sempre inferiore a 0 °C. La velocità di sottrazione del calore riveste un ruolo fondamentale sulla qualità del prodotto: se è alta si formeranno numerosi nuclei che daranno vita a tanti cristalli di ghiaccio di piccole dimensioni. Se, al contrario, è lenta si produrrà un numero inferiore di nuclei e, in conseguenza, di cristalli, che saranno di dimensioni maggiori. Cristalli troppo grandi possono provocare delle lesioni alle membrane cellulari, per cui nella fase di scongelamento si verificherà la fuoriuscita del liquido intracellulare con la conseguente perdita delle sostanze nutrienti in esso contenute. Inoltre, il danno a livello delle pareti cellulari si rifletterà in una perdita di consistenza del prodotto scongelato.

La differenza tra congelamento e surgelazione sta nel fatto che con questo secondo metodo il prodotto viene congelato nella sua interezza con maggiore rapidità ed è mantenuto a una temperatura al di sotto di -18 °C. Per la normativa vigente in Italia, prodotti surgelati vengono definiti quegli alimenti sottoposti a congelamento rapido dopo confezionamento e conservati fino al momento del consumo a una temperatura non superiore a -18 °C. Una volta surgelato l’alimento, è importante il rispetto della cosiddetta “catena del freddo”: il controllo della temperatura in tutte le fasi che seguono la produzione di un surgelato. La temperatura non può salire oltre i -25 °C nei grossi depositi, sopra i -20 °C nel trasporto al dettaglio, sopra i -18 °C nei punti vendita. Un aumento della temperatura sopra certi valori anche inferiori a 0 °C provoca la fusione parziale del ghiaccio con formazione di liquido che, quando la temperatura scenderà di nuovo, solidificherà lentamente formando grossi cristalli di ghiaccio con le conseguenze negative sulla qualità dell’alimento scongelato indicate in precedenza. Come la refrigerazione, anche il congelamento non è una tecnica risanante. Le basse temperature rallentano i processi biochimici e microbiologici, ma non inattivano gli enzimi e hanno un effetto variabile sui microrganismi. Diversi tipi di microrganismi hanno resistenza diversa alle basse temperature: le spore dei batteri, per esempio, sono virtualmente non influenzate. Questo implica che i prodotti vegetali prima del congelamento debbano essere sottoposti a un processo termico di breve durata denominato “scottatura”. I principali effetti della temperatura di conservazione sugli alimenti congelati riguardano la degradazione dei pigmenti, perdita di vitamine (nella fase di sottoraffreddamento e nel liquido di scongelamento), attività enzimatica residua, ossidazione dei lipidi che, benché molto lentamente, procede anche alla temperatura di -18 °C producendo aromi e odori sgradevoli.

Nella liofilizzazione l’effetto di preservare l’alimento viene raggiunto, come nell’essiccazione, attraverso una riduzione dell’attività dell’acqua, ma senza portare l’alimento a temperature estremamente elevate e quindi con una migliore ritenzione delle caratteristiche nutrizionali e organolettiche. Il primo stadio della liofilizzazione è il congelamento rapido in apparecchiature convenzionali di congelamento. Il prodotto viene quindi posto nella camera di liofilizzazione dove con un pompa di aspirazione viene creato il vuoto. In condizioni particolari di pressione è sufficiente anche un leggero riscaldamento perché l’acqua possa sublimare, ossia passare direttamente dallo stato di solido (ghiaccio) a quello di vapore. Il vapore che si forma in queste condizioni viene aspirato dalla pompa che produce il vuoto e fatto condensare in sistemi di refrigerazione o congelamento, per evitare che ritorni a contatto con l’alimento. Il prodotto risulta così disidratato a livelli di umidità confrontabili con quelli ottenibili con i processi di essiccamento. L’alimento liofilizzato ha una struttura estremamente porosa, per gli spazi che in precedenza contenevano i cristalli di ghiaccio. Questa porosità costituisce un vantaggio in quanto favorisce la reidratazione del prodotto, ma al tempo stesso rappresenta un problema poiché il liofilizzato tende ad assorbire rapidamente l’umidità dell’ambiente e l’ossigeno. Per queste ragioni, gli alimenti liofilizzati devono essere rapidamente confezionati con materiali che forniscano un adeguato effetto barriera a gas e vapore. I liofilizzati possono essere conservati fino a 12 mesi e hanno una ritenzione molto elevata delle caratteristiche nutrizionali e organolettiche. La liofilizzazione per i suoi alti costi dovuti agli elevati consumi energetici viene applicata soprattutto ad alimenti costosi, con caratteristiche aromatiche quali il caffè, i funghi, le spezie e i succhi di frutta oppure ad alimenti destinati a situazioni di emergenza.

Additivi

Per ridurre o rallentare i processi di alterazione degli alimenti si impiegano sostanze chimiche di natura diversa, gli additivi conservativi, che possono essere classificati in base alla funzione che esplicano in antimicrobici, sostanze destinate principalmente ad altri usi ma aventi un effetto conservativo secondario, antiossidanti. L’impiego di queste sostanze, che in passato avevano notevole incidenza di applicazione per la conservazione degli alimenti, oggi ha incontra resistenza da parte dei consumatori.

Innovazione nelle tecnologie di conservazione

L’innovazione tecnologica di processo nell’industria alimentare è indirizzata verso tecniche che conservino quanto più possibile le caratteristiche nutrizionali e organolettiche dei prodotti freschi, garantendo nel contempo i requisiti igienico-sanitari. Nell’ambito di tale approccio rientra la tecnica dell’irraggiamento, un processo di ionizzazione delle sostanze alimentari. Questo consiste nel sottoporre per tempi definiti i prodotti alla energia radiante calibrata derivante da particolari sorgenti di fotoni o particelle, come il Cobalto-60 per i fotoni gamma o le macchine acceleratrici per i fasci di elettroni. Gli effetti principali prodotti dai processi ionizzanti nelle sostanze alimentari consistono in un risanamento microbiologico da colonie batteriche e/o disinfestazione da insetti attraverso un processo di modifica degli organismi a livello molecolare. In particolare, l’assorbimento di energia radiante ionizzante da parte di un prodotto alimentare, in termini specifici di risanamento sanitario, dà luogo, a secondo della dose utilizzata, a una completa distruzione dei contaminanti microbici. Compresi gli organismi saprofiti, inattivando parzialmente o totalmente il materiale genetico delle cellule viventi presenti nell’alimento attraverso “effetti diretti” di interazione o attraverso “effetti indiretti” dovuti ai radicali e ioni prodotti. Il processo di ionizzazione, sia pur con caratteristiche diverse, è stato ed è applicato a diverse tipologie di sostanze alimentari.

L’irraggiamento non produce negli alimenti alcuna modifica apprezzabile sul piano nutrizionale e organolettico, consente invece sia un sensibile miglioramento qualitativo dei prodotti sul piano sanitario, sia una marcata riduzione del deterioramento, con conseguente prolungamento del tempo di conservazione. Eventuali modifiche indotte dall’irraggiamento nell’alimento intervengono solo a seguito di non corrette applicazioni della tecnica. Particolare attenzione va rivolta, comunque, alla formazione, nell’alimento irraggiato, di una certa quantità di radicali liberi, soprattutto in matrici cristalline o in quelle dove la diffusione è fortemente ridotta, come ossa, spine di pesce, gusci di molluschi, parti legnose o semi vegetali. Qui infatti i radicali liberi possono rimanere stabili per tempi più o meno lunghi. Tale effetto è per altro comparabile con quanto avviene anche con altre tecniche, (per esempio quelle termiche). In Italia, la legislazione prevede l’impiego del processo di irradiamento solo per patate, aglio e cipolle, allo scopo di inibirne la germogliazione e con obbligo di indicazione sull’etichetta. Al momento attuale, però, non ha trovato alcuna applicazione.

Altre tecniche in fase di studio e/o di sviluppo industriale, che non contemplano trattamenti termici sono l’uso di campi elettrici o magnetici, le microonde e l’alta pressione. Tra questi, di particolare interesse per le sue ampie possibilità di applicazione in alternativa ai trattamenti termici sembra essere l’alta pressione idrostatica. L’uso di questa tecnica nell’industria alimentare fu preconizzata da una serie di studi comparsi tra la fine del secolo scorso e i primi anni di questo secolo. Studi che misero in evidenza come l’alta pressione in un range tra i 5.000 ed i 6.000 kg/cm2 poteva avere una serie di effetti quali la riduzione della carica microbica nel latte, la denaturazione dell’albumina dell’uovo con conseguente coagulazione e il prolungamento della conservazione di frutta, quali pesche e pere, fino a 5 anni. Pur a fronte di questi interessanti e promettenti primi risultati, finora l’alta pressione ha avuto una maggiore attenzione pratica in applicazioni non alimentari quali le ceramiche (alta pressione isostatica a caldo), estrusi con materiali metallici quali rame, acciaio o alluminio (estrusione idrostatica a freddo). Solo recentemente l’impiego delle alte pressioni ha suscitato un rinnovato interesse per le finalità applicative nell’industria alimentare che possono essere individuate nella sterilizzazione degli alimenti e nella produzione di alimenti nuovi. Purtroppo, trattandosi di una tecnologia costosa, l’alta pressione ha per il momento un’applicazione limitata a prodotti ritenuti di pregio: in Giappone, per esempio, è impiegata sui prodotti a base di frutta e di latte mentre in Francia al succo di arancia non a lunga conservazione.

L’effetto dell’alta pressione sulla vitalità dei microrganismi è una combinazione dei fattori sopra menzionati; modifiche reversibili della morfologia cellulare possono essere indotte a basse pressioni, mentre fenomeni irreversibili si riscontrano ad alte pressioni. A pressioni più alte, la morte di microrganismi è dovuta alla permeabilizzazione delle membrane cellulari. Nel caso per esempio del Saccharomyces cerevisiae, pressioni fino a 4.000 kg/cm2 provocano la deformazione del nucleo e del citoplasma, mentre a 5.000 kg/cm2 non sono più riconoscibili. Inoltre, a pressioni fino a 4.000 kg/cm2 una notevole quantità di liquido intracellulare esce dalle cellule mentre al di sopra si ha la completa fuoriuscita del materiale. La velocità di distruzione è legata a una serie di fattori quali la concentrazione in sale e zucchero, il contenuto in acqua, la concentrazione del prodotto e il pH. Così la “pascalizzazione” (sterilizzazione per pressione) può essere proposta in alternativa alla pastorizzazione termica. In generale, l’alta pressione provoca la distruzione dei microrganismi vegetali mentre le spore batteriche sembrano essere resistenti: il metodo più efficace di inattivazione risulta essere una combinazione dell’alta pressione e della temperatura. Dalla rassegna bibliografica attualmente disponibile risulta che l’alta pressione idrostatica è utile nella cottura, nel processamento, nella sterilizzazione e conservazione degli alimenti, così come l’alta temperatura. Il vantaggio dell’alta pressione è quella di mantenere il sapore, l’odore e i nutrienti originari. Questo vantaggio potrebbe essere efficacemente applicato in alimenti parzialmente preparati in combinazione con sistemi refrigerati di trasporto e distribuzione.

BIBLIOGRAFIA

Fellows, P., Food processing Technology, Ellis Horwood Ltd, 1988.
Quaglia, G.B., Scienza e tecnologia degli alimenti, Chiriotti editori, 1992.

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  • di alessio , il 09 Settembre 2010 15:12
    chi a scritto questi articoli? posso avere il nome degli autori. mi sto interessando di questi aspetti per la scrittura di un progetto interdisciplinare e rivolto agli istituti superiori. se avete delle fonti interessanti potete spedirmele per e-mail. alessio

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