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Judit Gasparik Reichardt Hungarian Meat Research Institute Leonardo da Vinci Produzione di insaccati fermentati Confronto fra tecnologie di produzione.

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Presentazione sul tema: "Judit Gasparik Reichardt Hungarian Meat Research Institute Leonardo da Vinci Produzione di insaccati fermentati Confronto fra tecnologie di produzione."— Transcript della presentazione:

1 Judit Gasparik Reichardt Hungarian Meat Research Institute Leonardo da Vinci Produzione di insaccati fermentati Confronto fra tecnologie di produzione tradizionali e con colture starter

2 Leonardo da Vinci La carne deve essere conservata in qualche modo per evitare il deterioramento Lessiccazione e la fermentazione della carne è il metodo più antico di conservazione La fermentazione e lessiccazione nella maggior parte dei casi sono associate Conservazione Può ridurre la carica microbica iniziale o Può inibire la crescita dei batterica sopravvissuti ai trattamenti Può essere di tipo fisico, chimico, biologico o una combinazione di trattamenti Storia dei prodotti a base di carne fermentata ed essiccata

3 Leonardo da Vinci Storia dei prodotti a base di carne fermentata ed essiccata Una lunga storia non solo in Europa, ma anche in altri paesi - Cipro - più di 2000 anni fa - Salume di maiale cinese anni a.C. - Salume essiccato in Europa - solo 250 anni I prodotti vengono stagionati a temperature diverse: Lo stile europeo (del Vecchio Mondo) prevede che la fermentazione avvenga generalmente a basse temperature. La temperatura è il solo o il principale inibitore. I salumi Cinesi sono generalmente essiccati a temperature elevate Questo causa inattivazione microbica.

4 Leonardo da Vinci Tipologie di salumi fermentati ed essiccati Salumi a bassa aciditàSalumi ad alta acidità con acidificanti chimici Con o senza muffe di copertura Normalmente senza muffe di copertura Periodi di maturazione più lunghi Periodi di maturazione più corti A più basso contenuto di acqua (< 30%) A più alto contenuto di acqua (< 38%) pH maggiori(> 5,5)pH minori (< 5,3) Shelf-life più lunghe senza refrigerazione Shelf-life lunghe senza refrigerazione

5 Leonardo da Vinci Principali fasi di produzione di salumi fermentati essiccati Selezione delle materie prime (qualità igienica e tecnologica) Congelamento/raffreddamento delle materie prime (critico: lardo - 4 ° C ° C) Macinatura e impastatura di carne e grasso ( Impastatrice/bowl chopper o tritacarne e mixer sottovuoto) Aggiunta di spezie e di sale per la stagionatura (Curing salt: colture starter e carboidrati) Miscelazione Rimozione dellaria (Impastatrice o miscelatore sottovuoto) Insaccatura e graffettatura (Insaccatrice sottovuoto) Essiccamento della superficie Affumicatura (se necessaria in base al paese/prodotto) Incubazione (se sono state aggiunte culture starter) Maturazione Essiccazione Confezionamento (i dettagli nellaltro file)

6 Leonardo da Vinci Materie prime e additivi Pezzi di carne magra, tagli principali, grasso (lardo) Spezie Nitriti, miscele di stagionatura o nitrati Colture Starter o acidificanti chimici - solo per salumi ad alta acidità Carboidrati (zucchero) Altri additivi Budelli (naturali o artificiali) Pellicole per il confezionamento Principali fasi di produzione di salumi fermentati essiccati

7 Leonardo da Vinci Congelamento Obiettivo: superfici di taglio nette, senza sbavature, insaccatura a bassa temperatura per evitare imprecisioni e pellicole grasse Macinatura Obiettivo: raggiungere le dimensioni richieste, miscelare in modo omogeneo le spezie, i nitriti ed altri additivi o acidificanti chimici aggiunti. Ordine corretto: aggiungere prima le colture starter e alla fine i nitriti (nitrite curing blend) Principali fasi di produzione di salumi fermentati essiccati

8 Leonardo da Vinci Insaccatura e graffettatura: Utilizzare involucri/budelli (naturali o artificiali) permeabili allumidità, ma opportunamente resistenti Insaccatura senza bolle daria - rimozione dell'aria Evitare danni dell'involucro durante la chiusura Asciugatura della superficie: Obiettivo: inibire la crescita indesiderata di microrganismi (crescita di lieviti e muffe, di batteri che formano pellicole viscose) stabilire le condizioni per una buona affumicatura. Principali fasi di produzione di salumi fermentati essiccati

9 Leonardo da Vinci Incubazione Obiettivo: acidificazione a partire dai carboidrati aggiunti e sostegno al metabolismo e alla crescita delle colture starter, abbassamento del pH a valori sotto 5,3 (vedere maggiori dettagli sulle colture starter in seguito) Temperature:Europa centrale: ° C Europa del nord: può essere anche di ° C USA: 37 ° C Principali fasi di produzione di salumi fermentati essiccati

10 Leonardo da Vinci Affumicatura Obiettivo: formazione dellaroma, miglioramento del colore, inibizione della crescita di microrganismi indesiderati e riduzione dellirrancidimento Sistemi: –In modo tradizionale bruciando tronchi di legno, trucioli e segatura –Nebulizzando fumo liquido –Miscelando fumo liquido nellimpasto del salume (etichettatura!) Temperatura dellaffumicatura: –10-12 ° C per un tempo più lungo in caso di salumi a bassa acidità –temperature più alte ( °C) per un tempo più breve con salumi ad elevata acidità Principali fasi di produzione di salumi fermentati essiccati

11 Leonardo da Vinci Maturazione/asciugatura -Salumi essiccati a bassa acidità: tollerano solo lenti processi di asciugatura che possono essere controllati tramite la velocità dell'aria, la temperatura deve essere mantenuta bassa (<15°C) per poter controllare la crescita dei microrganismi dannosi. -Salumi con media asciugatura ad alta acidità: tollerano elevati tassi dasciugatura in quanto il pH risulta prossimo al punto isoelettrico delle proteine muscolari e l'umidità debolmente legata è facilmente persa. Le colture starter generalmente richiedono temperature più elevate (20- 37°C) per la loro crescita e metabolismo, ma la caduta del pH controlla la crescita dei microrganismi dannosi. Per motivi di sicurezza labbassamento del pH dovrebbe avvenire prima possibile. Principali fasi di produzione di salumi fermentati essiccati

12 Leonardo da Vinci Maturazione/asciugatura Uno dei principali fattori inibitori dei microrganismi patogeni ed alteranti è un valore basso dellattività dellacqua (A w ). –se law è abbastanza bassa (<0,89) provoca uninibizione adeguata –se è superiore (per esempio 0,95), è necessaria una combinazione con un pH basso per garantire la sicurezza alimentare. La riduzione del a w si ottiene di solito con l'aggiunta di sale di stagionatura (curing salt: NaCl: 99,5%, NaNO2: 0,5%) e l'essiccazione. In Cina viene applicato un altro metodo: viene impiegata una bassa quantità di sale, elevate quantità di zucchero (20-25%) ed alte temperatura di essiccazione (50°C o superiore) - (diametro piccolo – abbassamento veloce dell a w, gusto del tutto diverso dai prodotti europei o americani). Principali fasi di produzione di salumi fermentati essiccati

13 Leonardo da Vinci Prodotti a base di carne fermentati a bassa acidità Caratteristiche comuni dei prodotti tradizionali a base di carne fermentati a bassa acidità: –Sono tutti fermentati ed essiccati per lungo periodo –Nessun carboidrato viene aggiunto (o solo in bassissime quantità), nessun sostanziale abbattimento di carboidrati e produzione di acidi –Valori di pH superiori a 5,5, di solito 5,8-6,2 Principali modifiche durante la maturazione: –Lessiccazione provoca una perdita di peso della carne che può raggiungere il 40-50% –Lessiccazione provoca una selezione della flora iniziali –Gli enzimi proteolitici demoliscono le proteine muscolari –Gli enzimi lipolitici degradano il grasso –Riduzione del nitrito –La frazione di sale solubile gelifica

14 Leonardo da Vinci -Le colture starter come colture microbiche pure sono in uso da circa 60 anni nel settore della carne Niinivaara – Europa Niven - USA -In origine lacidificazione e la riduzione dei nitrati è stato l'obiettivo principale nelle produzioni degli Stati Uniti e dEuropa -Colture starter di batteri acido produttori (LAB) sono aggiunte da sole o in miscela -Tendenze: Temperature dincubazione più bassa in Europa (20-24°C) Temperature dincubazione più alte negli Stati Uniti (circa 37°C) Prodotti a base di carne fermentati ad alta acidità

15 Leonardo da Vinci Caratteristiche comuni dei prodotti tradizionali a base di carne fermentati ad alta acidità: –I salumi vengono fatti fermentare ed asciugare per un tempo più breve –Limpasto contiene sempre carboidrati aggiunti come fonte per la produzione di acido lattico, che svolge un ruolo decisivo nella formazione del gusto, della consistenza, della stabilità e della sicurezza. –I valori di pH dei prodotti sono inferiori a 5,3 Principali modifiche durante la maturazione: –Si forma acido lattico ed il pH scende sotto 5,3 –Con lessiccazione vi è una perdita di peso - il 15-20% è sufficiente (non per prodotti confezionati a lunga conservazione) –Selezione della microflora iniziale –Enzimi proteolitici degradano le proteine muscolari –Diverse colture starter e la carne possiedono attività lipolitica Prodotti a base di carne fermentati ad alta acidità

16 Leonardo da Vinci Colture starter abitualmente utilizzate nellindustria della carne Gruppi microbici impiegati come starter nellindustria della carne Ceppi tipici delle colture starter della carne Batteri Lactobacillus Pediococcus Staphylococcus Kocuria Lactobacillus plantarum, L. sakei, L. curvatus, L. pentosus, L. jensenii Pediococcus acidilactici, P. pentosaceus Staphylococcus xylosus, S. carnosus Kocuria varians Lieviti Debaryomyces Debaryomyces hansenii Muffe Penicillium Penicillium nalgoviense, P. chrysogenum, P. camambertii

17 Leonardo da Vinci Ruolo delle colture starter durante la fermentazione ParametriEffettiLABKocuriaLievitiMuffe Colore Riduzione dei nitriti Abbassamento pH Aroma Produzione di acidi Degradazione delle proteine Degradazione dei grassi Struttura Abbassamento del pH Effetti conservativi Abbassamento del pH Riduzione dei nitriti Inibizione flora indesiderata Aspetto Evitare leccessiva asciugatura Protezione da luce-ossigeno (copertura di muffe) Altro Inibire la formazione di micotossine

18 Leonardo da Vinci Variazioni di pH durante processi di maturazione effettuati in modo tradizionale e con colture starter

19 Leonardo da Vinci Perdita di peso durante la fermentazione e lasciugatura di salumi prodoti in modo tradizionale e con colture starter (diametro 50 mm)

20 Leonardo da Vinci Variazioni di flora microbica durante la fermentazione con colture starter

21 Leonardo da Vinci Criteri di scelta delle colture starter Tutti i tipi di colture starter devono essere sicuri (non tossiche e non patogene), il loro utilizzo non deve avere nessun rischio per la salute. Produzione di acido rapida e sempre riproducibile (sfavorevole per la crescita di micrococchi / Kocuria) Per soddisfare altri requisiti tecnologici: –Resistenza ad abbassamenti di pH e a w –Migliorare il colore –Formazione dellaroma, degradazione di proteine e lipidi –Attività sui nitriti e catalasi –Formazione sulla superficie del salume (muffe) di ununica copertura fungina ed inibizione di altri microbi Buona vitalità per competere con i microbi indesiderati

22 Leonardo da Vinci Vantaggi nellutilizzo di colture starter: Buona vitalità per la competizione con i microbi indesiderati Produzione rapida e riproducibile di acido Resistenza nel tollerare abbassamenti di pH e a w Aumento della sicurezza del prodotto Diminuizione dei tempi di maturazione Miglioramento del processo di formazione del colore Estensione della shelf-life Standardizzazione della qualità del prodotto

23 Leonardo da Vinci Elementi che influenzano la produzione di acido delle colture starter Temperatura Tipo di carboidrati Quantità di carboidrati Concentrazione di sale pH Diametro del salume Ossigeno Tipo e quantità di spezie Altri additivi Concentrazione di nitriti Contaminazione microbica Carica iniziale di coltura starter Attività della coltura starter

24 Leonardo da Vinci Acidificanti chimici Perchè non aggiungere acido direttamente? - Il problema è che l'acido dovrebbe reagire con le proteine della carne solo dopo diverse ore dallinsaccatura, altrimenti non si formerebbe una struttura adatta per essere affettata - GDL - idrolizza nellacqua rilasciata dalla carne, la reazione si innesca solo alcune ore dopo linsaccatura - Acidi organici incapsulati con rivestimento speciale che si fonde a temperature elevate

25 Leonardo da Vinci -Labbassamento del pH nei salumi fermentati avviene in pochissimo tempo – alcune ore rispetto ad alcuni giorni – non è necessario incubare - Si ottiene la sicurezza microbiologica - Le proprietà organolettiche e la shelf-life sono migliori nei prodotti preparati con colture stater. Acidificanti chimici

26 Leonardo da Vinci Punti critici nei salumi crudi fermentati Parametri criticiSalumi a bassa acidità (Asciutti, salami) Salumi ad alta acidità Semi-asciutti Materia prima cruda: Caratteristiche sensoriali Contaminazioni Livello igienico Temperatura pH Buon odore e colore (fresca) Nessuna contaminazione fisica/chimica oltre i limiti Nessun microganismo (patogeno o alterante) oltre i limiti (variano nei diversi stati in different countries) CBT < 10 6 g -1 Da 0 a + 4 °C / -7 °C (grasso) 5.8 Impasto Sali di nitrito % Carboibrati 2.5 – 3.5 % 0.1 – 0.3% (trascurabile) % 0.3 – 0.7%

27 Leonardo da Vinci Parametri critici Salumi a bassa acidità (Asciutti, salami) Salumi ad alta acidità Semi-asciutti Temperatura di fermentazione Prima: <12 C Dopo: C Prima: C Dopo: C Temperatura di maturazione <15 °C fino alla riduzione di a w °C Tasso di asciugatura Tanto elevato quanto possibile senza provocare indurimento di…. pHIniziale: < 6.2 (non critica) Finale: 5.6 – 6.6 Iniziale: < 6.2 (non critica) Finale: < 5.3 Tempo di riduzione pH -Dipende dalla temperatura, limitato Attività dellacqua finale 0.89< 0.95 Ulteriori punti critici nei salumi crudi fermentati

28 Leonardo da Vinci Alcuni importanti aspetti tecnologici Deve essere impiegato grasso duro/compatto; grassi provenienti da animali nutriti con quantità eccessive di acidi grassi insaturi non hanno una struttura ferma, ben affettabile e l'irrancidimento si sviluppa prima. Deve essere utilizzata la giusta quantità e tipologia di carboidrati Troppo poca non supporterà adeguatamente la produzione di acido lattico; troppa può causare uneccessiva acidità o addirittura inibire la crescita di colture starter a causa dell'abbassamento eccessivo della a w. La fermentazione può essere controllata con la scelta dei carboidrati (mono-, di-, oligosaccaridi) Una bassa concentrazione ( 4%) inibisce la crescita delle colture starter. Deve essere raggiunto il compromesso ottimale.

29 Leonardo da Vinci Una concentrazione relativamente alta (> 10 5 –10 6 UFC / g) e una buona attività metabolica delle coltura starter sono un presupposto per una buon salume. E necessario anche un compromesso accettabile per la giusta temperatura di incubazione e maturazione, in funzione delle esigenze della coltura starter. Lobiettivo è che la temperatura dovrebbe favorire più possibile le colture starter ed inibire i microrganismi indesiderati. Al fine di conseguire unottimale tasso di perdita di peso - un requisito essenziale, sia da un punto di vista economico che di qualità - il livello di asciugatura deve essere controllato molto attentamente regolando la differenza tra umidità relativa (H) e umidità relativa di equilibrio (ERH) e la velocità dell'aria in funzione della tipologia di prodotto (acidità bassa e alta) ed il diametro del prodotto. Alcuni importanti aspetti tecnologici

30 Leonardo da Vinci Tipici difetti e loro cause La superficie è indistinta, le particelle di grasso non possono essere viste distintamente: la temperatura del grasso non era abbastanza bassa durante le fasi di macinatura, impastatura ed insaccatura Il salume è deformato: essiccazione troppo rapida, indurimento della superficie, spalmatura di grasso sotto i budelli. I prodotti a bassa acidità tollerano solo processi lenti di essicazione. Scolorimento della superficie: processo di affumicatura con la superficie umida; processo di affumicatura con umidità relativa elevata; maturazione con umidità relativa troppo elevata. Scolorimento interno: sale di stagionatura insufficiente, rimozione di ossigeno insufficiente durante limpastatura e l'insaccatura; grasso troppo vecchio (rancido)

31 Leonardo da Vinci Tipici difetti e loro cause Macchie bianche (lieviti) o muffe sulla superficie: inefficient asciugatura inefficiente; contaminazione dellambiente di maturazione con lieviti e muffe Strato bianco e sottile sulla superficie: cristalli di fosfato a bassa temperatura Gusto troppo acido: concentrazione troppo alta di carboidrati; temperatura più alta del necessario (coltura starter -dipendente) coltura starter - specifica (produzione di acido acetico oltre ad acido lattico) Insufficiente tagliabilità: non adeguata riduzione del pH e/o della w ; la spalmatura del grasso inibisce binding; gli acidificanti chimici reagiscono troppo in fretta (prima dellinsaccatura)

32 Leonardo da Vinci Tipici difetti e loro cause Pellicola di grasso: il grasso non era congelato, la macchina insaccatrice lavora male, strappo dei budelli, throwing back impasto Separazione del grasso sul budello e sotto il budello; uso di grasso morbido, temperatura troppo elevata, asciugatura eccessiva Deterioramento superficiale : in condizioni di elevata umidità possono crescere micrococchi/ Kocuria, lieviti e muffe, provocando caratteristici odori sgradevoli (microrganismo-dipendenti) Deterioramento interno: asciugatura troppo lenta a temperature elevate; concentrazione iniziale di sale troppo bassa; ingredienti con contaminazione elevata; insuccesso della coltura starter; pH troppo alto della carne; concentrazione troppo bassa di carboidrati, insufficiente rimozione di ossigeno

33 Leonardo da Vinci Sicurezza microbiologica dei prodotti a base di carne fermentati - I prodotti a base di carne fermentati sono in genere considerati sicuri se i punti critici sono adeguatamente tenuti sotto controllo (GMP, GHP) - nei salumi a bassa acidità la bassa temperatura inibisce la crescita di microrganismi pericolosi e la riduzione di a w ne inattiva la maggior parte - nei salumi ad alta acidità semi-asciutti, il basso pH e il basso valore di a w insieme inibiscono la crescita ed inattivano la maggior parte dei microrganismi pericolosi - linibizione della crescita di Salmonella, E. coli, Staph. aureus ed altra flora competitiva è stato ben determinato da diversi ricercatori

34 Leonardo da Vinci -Alcuni salumi semi-asciutti sono trattati con il calore, o immediatamente dopo linsaccatura o dopo una breve fermentazione. Questo trattamento al calore è sufficiente per eliminare tutte le forme vegetative e le spore meno resistenti– miglior inizio dal punto di vista igienico per lasciugatura (le proprietà sensoriali non sono le stesse) Nuovi patogeni emergenti: - prima Listeria monocytogenes - successivamente E. coli O157:H7 (caso studio) può sopravvivere alla fermentazione - molto importante luso di materie prime di alta qualità - colture starter altamente attive – numero elevato, rapida riduzione del pH - Nuovo tipo di coltura starter che può produrre batteriocina- una sostanza biologicamente attiva che può inibire i patogeni emergenti Sicurezza microbiologica dei prodotti a base di carne fermentati

35 Leonardo da Vinci Range e limiti di stabilità e sicurezza di salumi duri e semi duri Se il pH va sotto 5.3 il prodotto con aw 0.95 diventa stabile e sicuro Se aw va sotto 0.89 il prodotto diventa praticamente stabile e sicuro indipendentemente dal valore di pH Se il pH iniziale viene aggiustato a 4.5 con acidulanti chimici il prodotto diventa stabile e sicuro anche se con difetti di palatabilità etagliabilità

36 Leonardo da Vinci Cosa sono le batteriocine? Le batteriocine prodotte dai batteri lattici possono essere definite come proteine biologicamente attive o complessi di proteine con proprietà battericide ed inibenti verso una gamma più o meno ampia di microrganismi. (Maggiori informazioni in WP 1)

37 Leonardo da Vinci Principali batteriocine MicrorganismiBatteriocinaMicrorganismi inibiti Lactococcus lactisNisinaBacillus, Listeria, Clostridium Lactobacillus sakeiSakacinaListeria Leuconostoc gelidumLeucocinaListeria, Enterococcus Pediococcus acidilacticiPediocinaClostridium, Listeria, Bacillus Carnobacterium piscicolaCarnocinaBacillus, Clostridium, Listeria Lactobacillus curvatusCurvacinaListeria

38 Leonardo da Vinci Probiotici Aggiunti al prodotto non per ridurre il pH, ma per gli effetti positivi su intestino e salute Non patogeni Numero e vitalità dei microrganismi Habitat naturale dell'organismo Capacità di aderenza del probiotico Tolleranza agli acidi e alla bile Potenziamento dellazione inibente verso i patogeni Potenziale fattore immunogenico Capacità fermentativa Formazione di un buon sapore negli alimenti a base di latte

39 Leonardo da Vinci Ulteriori letture Encyclopedia of Meat sciences, edited by Werner K. Jensen, Carrick Devine and Michael Dikeman Chapter: SAUSAGES, TYPES OF (Volume three, p: ) Dry and semi-dry; K. Incze


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