METODI DI CONSERVAZIONE DEGLI ALIMENTI Maria Grazia Volpe Istituto di Scienze dell’Alimentazione - CNR

ISO 9001 Cert. n. 4906/0 QSCA-LAB: LABORATORIO DI QUALITA’, SICUREZZA E CONSERVAZIONE DEGLI ALIMENTI CONSERVAZIONE DEGLI ALIMENTI Tutti gli alimenti si alterano attraverso un naturale processo di invecchiamento chiamato deterioramento. Il problema della conservazione degli alimenti è di enorme importanza per ragioni economiche, geografiche, politiche, climatiche, per l'incremento demografico e per il continuo aumento dell'urbanizzazione. Per migliaia di anni le persone hanno utilizzato tecniche come l’essiccamento, la salagione e l’affumicamento per fronteggiare l’alterazione e prolungare nel tempo la loro conservabilità, periodo nel quale l’alimento è sicuro, apprezzabile e conserva i nutrienti. La conservazione dei prodotti quindi è legata al mantenimento da parte dell’alimento stesso delle caratteristiche proprie di qualità igienico-sanitaria, commerciale e organolettica.

CONSERVAZIONE DEGLI ALIMENTI ISO 9001 Cert. n. 4906/0 QSCA-LAB: LABORATORIO DI QUALITA’, SICUREZZA E CONSERVAZIONE DEGLI ALIMENTI CONSERVAZIONE DEGLI ALIMENTI La salatura, l’essiccamento al sole e l’affumicamento erano già praticati nel tardo Paleolitico (circa 30.000 a.C.) Marco Terenzio Varrone (I secolo a.C.) afferma che a Roma si importavano quarti di maiali e prosciutti dalla Gallia padana.

CONSERVAZIONE DEGLI ALIMENTI ISO 9001 Cert. n. 4906/0 QSCA-LAB: LABORATORIO DI QUALITA’, SICUREZZA E CONSERVAZIONE DEGLI ALIMENTI CONSERVAZIONE DEGLI ALIMENTI Altri procedimenti di conservazione furono quelli a base di aceto, olio, miele e zucchero. Tutte queste sostanze, però, rendevano conservabili i prodotti solo a costo di modificare in modo più o meno radicale il loro gusto di origine. Un’altra tecnica assai diffusa fu quella della fermentazione che, da sola o accoppiata alla salatura, diede origine a prodotti straordinari come il formaggio, lo yogurt, i crauti ed i salumi.

CONSERVAZIONE DEGLI ALIMENTI ISO 9001 Cert. n. 4906/0 QSCA-LAB: LABORATORIO DI QUALITA’, SICUREZZA E CONSERVAZIONE DEGLI ALIMENTI CONSERVAZIONE DEGLI ALIMENTI Con il passare degli anni la tecnologia industriale ha giocato un ruolo sempre più importante nella protezione degli alimenti dal deterioramento.

Cause dell’alterazione ISO 9001 Cert. n. 4906/0 QSCA-LAB: LABORATORIO DI QUALITA’, SICUREZZA E CONSERVAZIONE DEGLI ALIMENTI Cause dell’alterazione BIOLOGICHE CHIMICO-FISICHE Luce Temperatura Calore Ossigeno Enzimi (nell’alimento) Microrganismi Macrorganismi

Cause biologiche di deterioramento ISO 9001 Cert. n. 4906/0 QSCA-LAB: LABORATORIO DI QUALITA’, SICUREZZA E CONSERVAZIONE DEGLI ALIMENTI Cause biologiche di deterioramento Gli Enzimi digestivi all’interno delle cellule vengono liberati e inizia un processo di autodigestione. Azioni aerobie e anaerobie dei microorganismi comportano idrolisi delle proteine, idrolisi ed irrancidimento dei lipidi, idrolisi dei carboidrati e fermentazioni, ossidazioni degli alcoli. Le alterazioni macroscopiche causano variazioni di colore, formazione di mucillagini, ammuffimenti superficiali.

Cause chimico-fisiche di deterioramento ISO 9001 Cert. n. 4906/0 QSCA-LAB: LABORATORIO DI QUALITA’, SICUREZZA E CONSERVAZIONE DEGLI ALIMENTI Cause chimico-fisiche di deterioramento la trasmissione della luce, in quanto alcune radiazioni catalizzano reazioni indesiderate soprattutto su elementi fotosensibili; la trasmissione di gas, in particolare ossigeno (permette la respirazione degli aerobi, provoca ossidazioni e perdite di aromi e di vitamine) e anidride carbonica; il trasferimento di umidità che crea condizioni più o meno favorevoli allo sviluppo microbico; la trasmissione del calore che accelera tutte le reazioni; le sollecitazioni meccaniche sia di tipo dinamico (urti e vibrazioni) sia di tipo statico (compressioni).

CONSERVAZIONE DEGLI ALIMENTI ISO 9001 Cert. n. 4906/0 QSCA-LAB: LABORATORIO DI QUALITA’, SICUREZZA E CONSERVAZIONE DEGLI ALIMENTI CONSERVAZIONE DEGLI ALIMENTI Le tecniche di conservazione hanno lo scopo di impedire o rallentare l’instaurarsi di processi alterativi di diversa natura e rispondere alle attuali esigenze di mercato che richiedono sempre più alimenti pronti, data la scarsa disponibilità di tempo per la preparazione dei cibi al momento.

CONSERVAZIONE DEGLI ALIMENTI ISO 9001 Cert. n. 4906/0 QSCA-LAB: LABORATORIO DI QUALITA’, SICUREZZA E CONSERVAZIONE DEGLI ALIMENTI CONSERVAZIONE DEGLI ALIMENTI La conservazione degli alimenti viene effettuata: per aumentare la shelf life per mantenere le qualità sensoriali per salvaguardare le proprietà nutrizionali per garantirne la sicurezza

Classificazione metodi di conservazione ISO 9001 Cert. n. 4906/0 QSCA-LAB: LABORATORIO DI QUALITA’, SICUREZZA E CONSERVAZIONE DEGLI ALIMENTI Classificazione metodi di conservazione BIOLOGICI CHIMICO-FISICI Fermentazioni Atmosfere controllate Affumicamento CHIMICI FISICI Sale Zucchero Aceto Olio Additivi Basse temperature Alte temperature Disidratazione,liofilizazione Irradiazione

METODI PRINCIPALI DICONSERVAZIONE ISO 9001 Cert. n. 4906/0 QSCA-LAB: LABORATORIO DI QUALITA’, SICUREZZA E CONSERVAZIONE DEGLI ALIMENTI METODI PRINCIPALI DICONSERVAZIONE Tecniche di Conservazione che sfruttano i Fattori Fisici Trattamento con calore (Cottura, Sterilizzazione, Pasteurizzazione, Trattamento UHT) b) Utilizzo delle basse temperature (Refrigerazione, Congelamento, Surgelamento) c) Sottrazione di acqua (Essiccamento, Liofilizzazione, Disidratazione) d)Sottrazione di aria (Sottovuoto e Atmosfera Modificata) e)Irraggiamento (Raggi catodici, Raggi X, Raggi Gamma)

METODI PRINCIPALI DI CONSERVAZIONE ISO 9001 Cert. n. 4906/0 QSCA-LAB: LABORATORIO DI QUALITA’, SICUREZZA E CONSERVAZIONE DEGLI ALIMENTI METODI PRINCIPALI DI CONSERVAZIONE Tecniche di Conservazione che sfruttano i Fattori Chimici Uso del sale Uso dello zucchero Affumicamento Uso di sostanze chimiche

Controllo della crescita microbica durante la ISO 9001 Cert. n. 4906/0 QSCA-LAB: LABORATORIO DI QUALITA’, SICUREZZA E CONSERVAZIONE DEGLI ALIMENTI Refrigerazione Controllo della crescita microbica durante la frigo-conservazione Le basse temperature rallentano tutte le fasi del ciclo di crescita microbica: la fase di latenza aumenta la fase di crescita esponenziale viene significativamente rallentata il tempo di generazione aumenta

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Uso delle basse temperature ISO 9001 Cert. n. 4906/0 QSCA-LAB: LABORATORIO DI QUALITA’, SICUREZZA E CONSERVAZIONE DEGLI ALIMENTI Uso delle basse temperature Durante la refrigerazione (0-8°C) i liquidi organici non solidificano pertanto non ledono le strutture cellulari dell’alimento. La conservabilità è limitata e varia da pochi giorni a qualche settimana. La refrigerazione può essere effettuata anche in atmosfera controllata, cioè a basse concentrazioni di ossigeno, per esempio su frutta e verdura allo scopo di rallentare il processo di maturazione.

Basse Temperature : il congelamento e il surgelamento ISO 9001 Cert. n. 4906/0 QSCA-LAB: LABORATORIO DI QUALITA’, SICUREZZA E CONSERVAZIONE DEGLI ALIMENTI Basse Temperature : il congelamento e il surgelamento  CONGEAMENTO Questa tecnica consiste nel portare l’alimento a temperature basse, o molto basse, per un periodo più o meno lungo. Con il congelamento, l’acqua contenuta negli alimenti solidifica e cristallizza in funzione del punto di gelo. Il punto crioscopico, o anche punto di gelo, per gli alimenti non è 0°C ma è compreso tra -0,5 e -4°C e dipende dalle sostanze disciolte. In generale nel processo di congelamento si distinguono due fasi: la fase di nucleazione e/o cristallizzazione, che avviene a temperature comprese tra 0°C e -7°C in cui solidifica la maggior parte dell’acqua, la fase di accrescimento dei cristalli. Se durante il processo di congelamento di un alimento prevale la nucleazione avremo tanti minuscoli piccoli cristalli, se prevale l’accrescimento pochi e molto grandi.

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Modalita’ di scongelamento ISO 9001 Cert. n. 4906/0 QSCA-LAB: LABORATORIO DI QUALITA’, SICUREZZA E CONSERVAZIONE DEGLI ALIMENTI Modalita’ di scongelamento Direttamente in cottura Vetegali Cottura diretta del prodotto In acqua fredda corrente Prodotti Ittici Deve essere effettuato in frigorifero Carni Forno a Microonde

Uso del calore Il calore distrugge i microrganismi e gli enzimi esempi Latte crudo riscaldato a 72°Cx15 sec  micobatterio tubercolare Conserve vegetali non acide 121°cx3 minuti  spore di botulino Prodotti d’uovo 66°C x 15 secondi  micobatterio tubercolare conservazione

Mild technologies Importante è il binomio TEMPO-TEMPERATURA L’attuale tendenza è di effettuare trattamenti termici più drastici, ma per periodi di tempo più limitati sterilizzazione UHT pastorizzazione 140 °C 120 °C 80 °C tempo conservazione

Pastorizzazione Deve essere abbinata ad altri metodi (refrigerazione sost. chimiche, sotto vuoto…..) conservazione

Sterilizzazione Trattamento termico che distrugge tutti i microrganismi comprese le spore che si possono riprodurre nell’alimento durante lo stoccaggio e la distribuzione conservazione

Tecnologia dei prodotti inscatolati conservazione

Confezionamento asettico Tecnologia “delicata” che mantiene le caratteristiche del prodotto Sterilizzazione in continuo del prodotto sfuso + confezionamento asettico a freddo in un contenitore sterile conservazione vanna vannucchi

Ruolo dell’Imballaggio ISO 9001 Cert. n. 4906/0 QSCA-LAB: LABORATORIO DI QUALITA’, SICUREZZA E CONSERVAZIONE DEGLI ALIMENTI Ruolo dell’Imballaggio Oggigiorno i cibi imballati, preparati e pronti per l'uso sono sempre più comuni. Ma i cibi, si sa, si deteriorano rapidamente. Le derrate alimentari possono essere attaccate da microrganismi quali i batteri o alcuni funghi, e marciscono rapidamente. Gli alimenti, a contatto dell'aria, reagiscono con l'ossigeno, cambiano colore ed assumono un sapore rancido. Per proteggere gli alimenti durante la loro conservazione e distribuzione è dunque indispensabile un imballaggio costituito da film e strati protettivi.

soddisfare i requisiti di sicurezza alimentare; ISO 9001 Cert. n. 4906/0 QSCA-LAB: LABORATORIO DI QUALITA’, SICUREZZA E CONSERVAZIONE DEGLI ALIMENTI L’imballaggio o packaging dei prodotti alimentari ha assunto in tempi recenti il ruolo di fattore chiave nella conservazione degli alimenti. Deve: soddisfare i requisiti di sicurezza alimentare; tutelare la salute del consumatore; essere una protezione efficace contro la contaminazione chimica e microbiologica; essere il mezzo per fornire al consumatore le informazioni sulla qualità e la storia del suo contenuto; soddisfare esigenze in termini di logistica, di funzionalità nella distribuzione e di compatibilità, nella fase finale della propria vita, con i sistemi di smaltimento più favorevoli all’ambiente.

IMBALLAGGIO FUNZIONALE ISO 9001 Cert. n. 4906/0 QSCA-LAB: LABORATORIO DI QUALITA’, SICUREZZA E CONSERVAZIONE DEGLI ALIMENTI IMBALLAGGIO FUNZIONALE Sviluppo del imballaggio funzionale (la forma più innovativa di confezionamento alimentare) nata negli anni ’90 in Giappone. Nuovi tipi di imballo, comunemente suddivisi in attivi e in intelligenti, costituiti da materiali o contenitori di nuova concezione, in grado di esercitare funzioni supplementari rispetto a quelle tradizionali. Con il concetto moderno di imballo, decade l’idea di confezione semplicemente intesa come mezzo per contenere un alimento. Sono infatti numerose le altre esigenze che è chiamata a soddisfare. Deve fornire al prodotto: Una praticità d’uso. Deve proteggerlo dalla contaminazione chimica, biologica e microbiologica Deve ridurre la velocità con la quale avviene il peggioramento qualitativo dell’alimento, dovuto ai naturali fenomeni di deterioramento della sostanza organica, o semplicemente la normale perdita di acqua delle cellule animali e vegetali.

Imballaggio Funzionale: Il confezionamento in atmosfera modificata ISO 9001 Cert. n. 4906/0 QSCA-LAB: LABORATORIO DI QUALITA’, SICUREZZA E CONSERVAZIONE DEGLI ALIMENTI Imballaggio Funzionale: Il confezionamento in atmosfera modificata Precursore nella storia del packaging funzionale è stato il confezionamento in atmosfera modificata. Composizione aria: circa il 21% di ossigeno ed il 78% di azoto ed il restante 1% da gas minori, tra i quali l'anidride carbonica (0,05%. ) L'ossigeno provoca: ossidazioni (comparsa di gusti e/o odori anomali), irrancidimento dei grassi, imbrunimenti ed altre modificazioni di colore microbi aerobi (muffe, batteri acidificanti, intorbidanti e fermentanti) Con questa tecnologia si crea all’interno delle singole confezioni un’atmosfera diversa da quella ambientale, con proporzioni di particolari gas che non sono quelle normalmente presenti in natura. I gas d’imballaggio comprendono: ossigeno, azoto e anidride carbonica, che sono i più comuni , ma ci sono anche argon, elio e protossido di azoto, che vengono considerati dalla legislazione europea come additivi alimentari.

Imballaggio Funzionale: Il confezionamento in atmosfera modificata ISO 9001 Cert. n. 4906/0 QSCA-LAB: LABORATORIO DI QUALITA’, SICUREZZA E CONSERVAZIONE DEGLI ALIMENTI Imballaggio Funzionale: Il confezionamento in atmosfera modificata Pasta fresca: l’atmosfera modificata è composta normalmente in percentuali variabili dal 70 al 100% di anidride carbonica e la restante parte di azoto Affettati : miscela al 50% di azoto e al 50% di anidride carbonica Carni rosse: miscele con grande prevalenza dell’ossigeno ( dal 65 all’80%) e il resto di anidride carbonica. I gas interagiscono con le cellule dell’alimento che le circondano. Effetto batteriostatico della CO2 : inibisce l’idrolisi delle pectine evitando i conseguenti fenomeni di fluidificazione; inibisce in modo particolare i microrganismi GRAM - , come Escherichia coli, mentre ha un'azione meno forte sulla crescita dei GRAM +, come i germi del genere Bacillus, molto diffusi negli alimenti, e nessun effetto su lieviti.

Imballaggio Funzionale: Il confezionamento in atmosfera modificata ISO 9001 Cert. n. 4906/0 QSCA-LAB: LABORATORIO DI QUALITA’, SICUREZZA E CONSERVAZIONE DEGLI ALIMENTI Imballaggio Funzionale: Il confezionamento in atmosfera modificata La dicitura “atmosfera protettiva” è sinonimo di MAP (Modified Atmosphere Packaging) e si riferisce alla conservazione mediante l’ impiego di gas di imballaggio consentiti. L’adozione di questo sistema di conservazione deve essere dichiarato in etichetta, così come stabilisce il Regolamento Comunitario relativo all'etichettatura dei prodotti alimentari, che stabilisce che il termine “atmosfera protettiva” compaia obbligatoriamente tra le indicazioni in etichetta quando la durata del prodotto è stata prolungata grazie a gas di imballaggio.

ISO 9001 Cert. n. 4906/0 QSCA-LAB: LABORATORIO DI QUALITA’, SICUREZZA E CONSERVAZIONE DEGLI ALIMENTI L’IMBALLAGGIO ATTIVO L’imballaggio attivo prevede l’inserimento all’interno delle confezioni di piccoli “accessori” contenenti assorbitori (di gas o umidità) o emanatori (di gas, come ossigeno, anidride carbonica o etanolo) che interagiscono attivamente e continuamente con l’atmosfera interna della confezione o con il prodotto stesso, prolungandone la conservabilità. Per utilizzare con successo questo sistema è comunque indispensabile che il produttore adotti standard di qualità igienica molto elevati e che il prodotto confezionato sia mantenuto a basse temperature per ostacolare al massimo lo sviluppo microbico.

ACTIVE PACKAGING:CLASSIFICAZIONE ISO 9001 Cert. n. 4906/0 QSCA-LAB: LABORATORIO DI QUALITA’, SICUREZZA E CONSERVAZIONE DEGLI ALIMENTI ACTIVE PACKAGING:CLASSIFICAZIONE FUNZIONE AZIONE APPLICAZIONE Assorbitori di ossigeno +shelf-life/-reazione ossidazione/antimicrobica Molte classi di alimento (es:carne, pesce, vino) Emettitori/assorbitori CO2 +shelf-life / antimicrobica / antimuffa / coad. MPA Molte classi di alimento (es: carne fresca,pesce,formaggi) Assorbitori di umidità +shelf-life / +prest.sensoriali / antimicrobica / Prodotti essudanti (carne, pesci, ortaggi) e alimenti secchi Assorbitori di etilene + shelf-life / - maturazione Frutta e Ortaggi Migrazione controllata + shelf-life / antimicrobica Prodotti freschi Emettitori di etanolo - raffermamento / antimicrobica Prodotti da forno Emissione controllata di gas (es. SO2 ) Bevande fermentate Assorbimento di aromi +prest.sensoriali Carni, Pesce Emissione/adsorbimento di calore +convenience Bevande, Piatti pronti Adsorbimento di radiazioni luminose +protezione Bevande, Prodotti freschi Suscettori/regolatori di riscaldamento a microonde Piatti pronti e preparati

IL PACKAGING INTELLIGENTE ISO 9001 Cert. n. 4906/0 QSCA-LAB: LABORATORIO DI QUALITA’, SICUREZZA E CONSERVAZIONE DEGLI ALIMENTI IL PACKAGING INTELLIGENTE Il consumatore moderno vuole essere informato, oltre che sulla data di scadenza, anche sulla “storia” e sullo stato di freschezza dell’ alimento, da quando è stato prodotto a quando avviene l’ acquisto o il consumo. Di qui lo svilupparsi di tecnologie in grado di fornire indicazioni sulle temperature alle quali i prodotti sono stati conservati durante la loro vita, partendo dalla produzione, fino all’utilizzatore finale. Per i prodotti deperibili o per i quali è necessario mantenere la catena del freddo gli imballaggi intelligenti sono destinati a diventare dei veri e propri sistemi d’identificazione del reale stato di conservazione del prodotto. Per realizzarli il ricorso alle nanotecnologie è sempre più frequente ed indispensabile.

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