I Metodi fisici di Conservazione: caldo (alte temperature), freddo (basse temperature), sottrazione di acqua (disidratazione)

METODI FISICI DI CONSERVAZIONE

Gli alimenti possono essere soggetti ad alterazioni e contaminazioni. Per evitare ciò sono necessari alcuni trattamenti conservativi, con lo scopo di:

- Garantire la salubrità

- Bloccare le attività enzimatiche

- Impedire le alterazioni di origine chimico fisica


I metodi di conservazione di tipo fisica si suddividono in:

- Abbassamento del valore a_w

- Riscaldamento, raffreddamento

- Irradiazione


A loro volta i metodi fisici per abbassamento del valore aw consistono in:

· Concentrazione

· Crioconcentrazione

· Evaporazione

· Liofilizzazione


I metodi per riscaldamento/raffreddamento si suddividono in:

· Pastorizzazione

· Scottatura

· Sterilizzazione

· Congelamento

· Refrigerazione

Verranno ora analizzati i metodi fisici più aggiornati.


ABBASSAMENTO DEL VALORE a_w

L’ acqua è il componente degli alimenti che più influenza la loro stabilità ed è indispensabile per l’ attività dei microrganismi. Mancando l’ acqua gli enzimi risultano pertanto meno attivi, si ottiene così un’ azione microbio statica. L’ acqua utilizzabile non è costituita da tutta l’ acqua contenuta nell’ alimento, ma solamente dalla frazione libera. La disponibilità di acqua viene espressa attraverso un parametro denominato attività dell’ acqua e si limita con “a_w”:

a_w= P0/P

dove P0 rappresenta la tensione di vapore della soluzione e P la tensione di vapore dell’ acqua pura alla stessa temperatura e pressione. Abbassando il valore di “aw” la maggior parte dei microrganismi non sono in grado di sopportare tali condizioni, di conseguenza la disidratazione ha prevalentemente azione microbio statica.

Concentrazione: la concentrazione riduce la quantità di acqua di un alimento ed è rivolta a prodotti liquidi come latte, succhi di frutta, di pomodoro, minestre, sciroppi, estratti di carne, ecc… Essa deve essere accompagnata ad alti trattamenti come la pastorizzazione, la sterilizzazione, aggiunta di zucchero, sale. Il suo scopo non è solamente rivolto alla conservazione, ma anche a: riduzione del peso e del volume, rapidità e comodità di impiego. Per concentrare gli alimenti si ricorre a: evaporazione, crioconcentrazione, filtrazione attraverso membrana.

Evaporazione: l’ evaporazione permette l’ allontanamento dell’ acqua dall’ alimento mediante il passaggio dallo stato liquido allo stato a quello di vapore. Questo processo può essere alterato agendo su temperatura e pressione. I processi classici di evaporazione possono essere diretti, quando il calore è trasmesso attraverso la superficie libera del liquido, viceversa i più diffusi sono quelli indiretti in cui il calore è trasmesso tramite scambiatori e la pressione può essere atmosferica, bassa, oppure l’ evaporazione può avvenire in serie ( evaporatori ad effetto multiplo ). Gli apparecchi utilizzati per l’ evaporazione sono: uno scambiatore di calore, un separatore per il vapore ed un condensatore per il vapore. Nel caso in cui sia necessario una bassa pressione verrà prevista anche una pompa per il vuoto.

Crioconcentrazione: la crioconcentrazione è un’ alternativa all’ evaporazione. Il suo vantaggio è l’ utilizzo di basse temperature ed il mantenimento dei principi nutritivi e delle sostanze aromatiche di prodotti come succhi di frutta, prodotti caseari, caffè liquido, vino, tè. La crioconcentrazione sfrutta il principio fisico dell’ abbassamento crioscopico delle soluzioni. L’ acqua si separa dal resto della soluzione mediante cristalli di ghiaccio fino ad arrivare al suo compiuto congelamento e alla solidificazione del soluto. Questo processo avviene ad una temperatura che varia dai -3 ai -7 °C e opera in 2 stadi: cristallizzazione dell’ acqua per raffreddamento e separazione dei cristalli della soluzione raggiungendo la concentrazione desiderata.

Filtrazione attraverso membrana: la filtrazione attraverso membrana è un processo che avviene a temperatura ambiente in 2 possibili tecniche: disidratazione osmotica ed i processi con membrane artificiali. La disidratazione osmotica sfrutta il fenomeno dell’ osmosi, quindi il passaggio dal solvente puro da una soluzione maggiormente concentrata ad una soluzione meno concentrata fino a raggiungere l’ equilibrio. La membrana che separa le 2 soluzioni è semipermeabile, quindi trattiene i soluti e lascia passare il solvente. Il processo di osmosi viene utilizzato nella disidratazione parziale di alimenti solidi, soprattutto frutta con una tecnica denominata osmosi diretta, ovvero immergendo il prodotto in soluzioni di zucchero altamente concentrate di modo che la membrana superficiale dell’ alimento lasci uscire l’ acqua dal prodotto e lasci entrare il saccarosio della soluzione, aumentando così il tenore di sostanza secca e l’ azione protettiva sull’ alimento stesso. Il principale metodo che adesso andremo ad analizzare per disidratazione è la Liofilizzazione.

Liofilizzazione: la liofilizzazione consente nel passaggio da uno stato solido a uno gassoso mediante particolari temperature e pressioni. Essa avviene secondo 3 fasi: il congelamento, essiccamento primario ed essiccamento secondario. La prima fase consiste nel porre un prodotto in un liofilizzatore in modo tale che l’ acqua evapora e l’ alimento, evapora assorbendo calore, provocando così il congelamento dell’ alimento. Con l’ essiccamento primario il passaggio dallo stato solido a quello di vapore avviene grazie ad alcune piastre, che molto calde, contrastano il raffreddamento del prodotto. Infine con l’ essiccamento secondario l’ acqua congelata viene eliminata e va eliminata anche quella che rimane mediante evaporazione operando sottovuoto.


RISCALDAMENTO/RAFFREDDAMENTO

Analizziamo ora i principali metodi di conservazione con il calore.

Scottatura: la scottatura è una tecnica che porta un alimento ad alta temperatura, per poi riportarlo velocemente ad una temperatura ambientale. Ciò avviene per ridurre i microbi e gli enzimi responsabili di alterazione di calore; togliere l’ aria dei tessuti dall’ alimento per evitare ossidazioni; mantenere il calore e allontanare odori ed infine intenerire i tessuti.

Pastorizzazione: la pastorizzazione è un trattamento termico che vuole distruggere i microrganismi patogeni, batteri e funghi in un alimento. È un metodo che va associato ad altri trattamenti come la Refrigerazione ed il Confezionamento sottovuoto.

Sterilizzazione: la sterilizzazione ha lo scopo di distruggere microbi e spore ad alte temperature. Essa può essere di 3 tipi: classica, quando è effettuata a 100-120 °C per circa 20’ , UHT indiretto a 100-150 °C per pochi secondi ed infine UHT diretto o Uperizzazione a 100-150 °C per pochi secondi.

Analizziamo ora i principali metodi di conservazione con il freddo.

Refrigerazione: la refrigerazione prolunga la durata degli alimenti freschi, cioè quelli che vengono messi in commercio con le stesse caratteristiche di aspetto, forma e consistenza che avevano all’ origine. La carne deve essere raffreddata subito e mantenuta ad una temperatura di =+7 °C per le carcasse, a +3 °C per frattaglie e a +4°C per pollame e animali da cortile. Il pesce va portato a 0°C in celle frigorifere con l’ aggiunta di ghiaccio tritato, mentre per i prodotti vegetali si deve effettuare una prerefrigerazione dopo la raccolta per rallentare i processi di maturazione. Un tipo particolare di refrigerazione è quello che prevede una modifica dell’ atmosfera; viene ridotto la percentuale di ossigeno e aumentata quella di anidride carbonica, mentre il rimanente è formato da sodio( N2 ) che rallenta l’ ossidazione e gli enzimi dei grassi. La refrigerazione con modifica dell’ atmosfera può essere effettuata in depositi refrigerati a tenuta stagna oppure in contenitori sottovuoto.

Congelamento: il congelamento invece consente il prolungamento della durata di un alimento mantenendo intatto il suo valore nutrizionale e le sue caratteristiche organolettiche. Man mano che l’ acqua diventa ghiaccio lascia la soluzione sempre più concentrata e un punto di gelo basso e un alimento è considerato congelato, quando l’ 80-90% dell’ acqua viene trasformata in ghiaccio. Esistono 2 tipi di congelamento: lento e rapido. Il primo viene effettuato a temperature non molto alte con tempi lunghi e il prodotto presenta variazioni chimiche che incidono sul suo valore nutrizionale. Quello rapido invece viene effettuato a temperature molto alte e le modificazioni strutturali non compromettono la qualità del prodotto. I sistemi di congelamento si basano su diversi modi di propagazione del freddo e vengono scelti secondo le caratteristiche dell’ alimento. Un alimento può essere sottoposto ad aria fredda inserendolo in un tunnel mediante carrelli; l’ aria fredda può anche essere trasmessa mediante delle piastre che vengono pressate sul prodotto.