Tecniche di conservazione innovative Argomenti e obbietivi Nuove tendenze nella conservazione degli alimenti effetti sui microrganismi applicazioni e problematiche Riferimenti Cap. 5 “microbiologia dei prodotti alimentari” Cap. 15, 19 “microbiologia degli alimenti” (Jay) 173

174

Tecniche di conservazione innovative I trattamenti termici sono i più utilizzati per l’inattivazione microbica in alimenti Il calore causa delle modificazioni indesiderate Richiesta dal consumatore per prodotti ‘come freschi’ L’industria in ricerca di tecnologie alternative che garantiscano la conservabilità ed allo stesso tempo salvaguardino gli aspetti sensoriali e nutrizionali 175

176

Tecniche di conservazione innovative – Mild Technologies Alta pressione idrostatica (High hydrostatic pressure, HHP) Campi elettrici pulsati (Pulsed electric fields, PEF) Radiazioni ionizzanti (Irradiation, IR) Ultrasuoni (Ultrasound) 177

Alta pressione idrostatica –High Hydrostatic Pressure (HHP) Applicazione di pressione che varia tra 100 e 1000 MPa L’applicazione puo’ essere costante (processo statico) o il trattamento effetuato a cicli alterati (2-4 cicli di pressione con tempi variabili) Il trattamento risulta ugualmente efficace sia per alimenti liquidi sia per quelli solidi Per questi trattamenti è necessario disporre di una camera adatta alle alte pressioni (cilindro d’acciaio) e di pompe in grado di generare pressioni di diverse centinaia di MPa 178

Distribuzione della alta pressione: - Istantanea - Omogenea HHP 179

Baroresistenza variabile in base a: colorazione di Gram (Gram + > Gram -) morfologia (cocchi > bacilli) Inoltre: spore > cellule vegetative fase di crescita (in esponenziale più sensibili) microrganismi più complessi sono più sensibili (eucarioti) 180

Efficacia dei trattamenti HHP temperatura (bassa o alta) pressione e tempo (aumento dell’efficacia ma non lineare) trattamenti ciclici più efficaci rispetto a continui Composizione del mezzo (alimento) – pH, a w, struttura, zuccheri, sale I trattamenti HHP possono provocare danni subletali alle cellule – attenzione deve essere prestata alla validazione 181

HHP Pressioni fino a 450 MPa possono inattivare le cellule vegetative Target: membrana cellulare, proteine, ribosomi, DNA baroresistenti Un’implicazione dell’uso di HHP e lo sviluppo di batteri baroresistenti dopo successivi cicli di trattamenti Combinazione con altri trattamenti (alta temperatura, nisina, lisozima, lattoperossidasi) 182

Campi elettrici pulsati Questo metodo fisico consiste nell’applicare ad alimenti posti tra due elettrodi campi elettrici intensi per brevi tempi di esposizione (microsecondi) Target: membrana cellulare Intensità del campo elettrico applicato, tempo di esposizione, temperatura Sensibilità dei diversi gruppi di microrganismi Alimenti liquidi Effetto sinergistico con altri metodi di conservazione 183

Tecniche di conservazione innovative 184

Radiazioni ionizzanti (irradiation, IR) Applicazione di onde elettromagnetiche agli alimenti Luce UV: non ionizzante, assorbita da proteine e acidi nucleici, scarsa penetrazione raggi β: ionizzanti, fasci di elettroni, bassa penetrazione raggi γ: ionizzanti, potere penetrante raggi X Target: DNA, Spezie, carne di maiale, frutta e verdure 185

186 Radiazioni ionizzanti (irradiation, IR)

187 Resistenza alle radiazioni tipo di microrganismo (Gram±) numero di microrganismi composizione del mezzo (alimento) presenza o assenza di ossigeno umidità età dei microrganismi

Ultrasuoni (Ultrasound) Onde sonore con frequenze superiori al limite rilevabile dall’orecchio umano (>16KHz) Applicazione in concerto con una pressione idrostatica fino a 600 MPa (manosonicazione) 188

Tecniche di conservazione innovative 189

Teoria degli ostacoli (Hurdle technology) Combinazione di tecniche di conservazione, convenzionali o alternative, al fine di stabilire una serie di impedimenti (ostacoli) che i microrganismi non sono in grado di superare Datto l’effetto d’insieme, in alcuni casi sinergistico, gli ostacoli considerati possono essere usati con una intensità minore La combinazione di ostacoli più frequentemente utilizzati sono le alte temperature, basse temperature, bassa a w, acidità, potenziale redox basso, microrganismi competitivi (come batteri lattici) e conservanti (come nitriti, sorbati e sulfiti) 190

Teoria degli ostacoli (Hurdle technology) 191

Teoria degli ostacoli (Hurdle technology) Un’esempio 192

193