Metodi di conservazione

I metodi di conservazione si suddividono in fisici, chimici, chimico – fisici e biologici.

I metodi fisici di conservazione si suddividono a loro volta, in base all’ utilizzo delle alte, basse temperature, alla sottrazione di acqua e all’ utilizzo di radiazioni.

Il primo caso riguarda la pastorizzazione e la sterilizzazione. La pastorizzazione è un trattamento, che distrugge tutti i microrganismi, tranne quelli termofili e le spore e quindi questo metodo viene solitamente associato ad un altro, come nell’ esempio dei succhi di frutta, che dopo essere stati sottoposti a questo trattamento di conservazione ne subiscono un altro: la concentrazione. Esistono tre tipi di pastorizzazione: bassa, alta, rapida. Quella bassa avviene a temperature di 60/65°C per 30’ e viene utilizzata per alimenti quali la birra, il latte destinato alla caseificazione e al vino. Quella alta avviene a 75/85°C per 2 – 3’ anche se oggi e stata sostituita da quella HTST o rapida che avviene a 75/85°C per 15 – 20’’. Quest’ ultima viene utilizzata per i prodotti liquidi, come il latte e a differenza di quella alta comporta una minore esposizione alle alte temperature e quindi l’ alimento subisce un minor danno a livello nutrizionale. Il prodotto dopo essere stato pastorizzato viene sottoposto all’ abbattimento che avviene a 3° per evitare la proliferazione batterica. La pastorizzazione, come la sterilizzazione è un metodo microbicida perché distrugge i batteri patogeni. Con la sterilizzazione vengono uccise tutte le forme microbiche comprese le spore. Si divide in: classica, che avviene a 100/120°C per 20’ , UHT diretto e UHT indiretto a 140/150°C per pochi secondi. L’ uperizzazione o UHT diretto avviene sul prodotto sfuso per iniezione di vapore, che porta l’ alimento a 140/150°C in pochi secondi e poi viene sottoposto al sotto vuoto parziale dove il vapore viene riceduto, mentre per quanto riguarda il metodo diretto,il calore viene ceduto all’ alimento tramite degli scambiatori di calore. Il prodotto può essere sterilizzato anche quando è già confezionato: si parla così di appertizzazione. L’ alimento in questo caso viene preparato e quindi lavato, tagliato … viene poi confezionato( questo è importante che avvenga in condizione asettiche ) ed infine sottoposto al trattamento termico.
La scottatura è un trattamento che consiste nel portare l’ alimento ad alte temperature e poi raffreddarlo per riportarlo a temperatura ambiente. Questo metodo diminuisce la carica microbica, ma non è sufficiente a garantire la conservazione e quindi deve essere abbinato ad un altro trattamento. Rimuove l’ aria contenuta nei tessuti dell’ alimento, fissa il colore e attenua i sapori e gli odori troppo forti, riduce il volume e con l’ utilizzo di acqua e aceto si abbassa il pH.
La pastorizzazione, la sterilizzazione e la scottatura possono essere effettuate anche tramite le microonde. Queste penetrano nell’ alimento agitando le molecole polari scaldandolo. Con questo metodo la pastorizzazione e la sterilizzazione avvengono rispettivamente a 75/121°C per alcuni minuti, l’ igienicità è più sicura perché avviene sul prodotto confezionato, i tempi sono ridotti e quindi c’ e anche un risparmio energetico e le caratteristiche nutrizionali del prodotto ne risentono di meno, mentre per quanto riguarda la scottatura sono ridotte le perdite di nutrienti.

Con le basse temperature gli enzimi vengono bloccati, le reazioni degradative enzimatiche e chimiche vengono rallentate. Per conservare l’ alimento è importante che le temperature si mantengano al di sotto delle temperature minime di accrescimento che variano in base al tipo di microrganismo:per i patogeni sono al di sopra degli 0°C, mentre per gli psicrofili è di -10°C. I metodi dove viene utilizzato il freddo sono la refrigerazione, il congelamento e la surgelazione.
La refrigerazione viene effettuata per mezzo dei frigoriferi e questa consente di prolungare la durata dei prodotti freschi. La refrigerazione può avvenire anche modificando l’ atmosfera. Il sistema di controllo dell’ atmosfera può essere effettuato in depositi refrigerati a tenuta stagna o in contenitori. Nel primo caso si parla di conservazione in atmosfera controllata: i valori di ossigeno e anidride carbonica sono mantenuti costanti da sistemi automatici di controllo. L’ atmosfera è composta per il 92-95% da azoto, per il 2-4% da anidride carbonica e per il 3-4% da ossigeno. Nel caso della conservazione in atmosfera modificata è l’ alimento, che con i suoi processi respiratori cambia la composizione dell’ aria e quando questa cambia troppo viene immessa nell’ ambiente dell’ altra aria. Nel secondo caso si parla di confezionamento in atmosfera modificata. Vengono immessi i gas nella confezione e questa con il passare del tempo non cambia a meno che il contenitore non sia impermeabile. Un altro metodo consiste nell’ eliminare tutta l’ aria presente ( confezionamento sotto vuoto spinto ) o solo una parte ( confezionamento sotto vuoto parzialmente spinto ). In questo caso il prodotto è sicuro igienicamente, si riduca il volume e quindi si risparmia anche lo spazio. La conservazione in “croyac” fa anch’ essa parte della refrigerazione con modifica dell’ atmosfera. Il “croyac” è una pellicola trasparente, che aderisce perfettamente sull’ alimento perché viene immerso in acqua a 90°C per pochi secondi. Ci sono due tecniche: cook-in strip-of nel quale l’ alimento perde l’ acqua durante la cottura e poi viene riconfezionato e viene utilizzato per prodotti di medio – alta qualità. Il cook–in ship-in viene utilizzato per quei prodotti che non perdono liquidi e vengono messi sul mercato nell’ involucro originale.
Il congelamento è un metodo che consiste nel portare le parti interne dell’ alimento a -10 e -25°C e ne esistono di due tipi: lento e rapido. Il primo avviene a -8/-12°C per lungo tempo. Questo porta alla formazione di macrocristalli che ledono i tessuti e quando l’ alimento viene scongelato rilascia un liquido che porta alla variazione delle caratteristiche nutrizionali dell’ alimento. A differenza, il congelamento rapido avviene a -30/-50 °C per portare l’ alimento a -20/-30°C e porta alla formazione di microcristalli, che a differenza dei macro, non comportano la fuoriuscita di liquido dalle cellule. I metodi di congelamento rapido sono: il congelamento ad aria forzata avviene a -40/-50°C, l’ alimento viene raffreddato da una corrente di aria fredda, che gli sottrae il calore. Una variante di questo è il flofreeze e in questo caso l’ alimento è sospeso dall’ aria che proviene dal basso e trapassa una lastra forata. È importante, che l’ alimento sia di piccole pezzature e una volta congelato viene poi confezionato; il congelamento per contatto con piastre consiste in due piastre nelle quali circola un fluido a -40°C e tra queste viene messo l’ alimento che congela al contatto con queste; per il congelamento con utilizzazione di mezzi criogeni viene usato l’ azoto liquido( raggiunge questo stato a -196°C ) e ciò avviene per immersione o per aspersione, mentre con l’ utilizzo di mezzi criogeni( soluzioni di cloruro di sodio,saccarosio… ) il prodotto viene congelato per immersione o per aspersione, ma è importante che questo sia confezionato con un imballaggio impermeabile.
I surgelati sono prodotti sottoposti ad uno speciale tipo di congelamento. I prodotti vengono sottoposti a tre fasi: il preraffreddamento in locali refrigerati, il congelamento e il sottoraffreddamento per evitare aumenti di temperature nel trasferimento. Il confezionamento deve essere originale e deve presentare la denominazione di vendita con il termine “surgelato”, i modi e i tempi di conservazione, le istruzioni per l’ uso, l’ avvertenza, che il prodotto una volta congelato non deve essere ricongelato. La conservazione e il trasporto sono molto importanti. L’ alimento deve mantenere la temperatura a -18°C èd importante che la catena del freddo non venga interrotta anche se la legge consente un rialzo di 3°C. La presenza di brina sulla confezione è indice di cattiva conservazione. Lo scongelamento può avvenire in frigorifero, a temperatura ambiente ( i prodotti che lievitano:brioche ), sotto acqua corrente, per cottura diretta, in forno ad aria calda o anche tramite l’ utilizzo di microonde e in questo modo il riscaldamento avviene in maniera più uniforme.

La concentrazione è un metodo fisico di conservazione, che consente di eliminare l’ acqua per disidratazione e in questo modo nell’ alimento ne rimane il 30-40%. Per concentrare gli alimenti si possono utilizzare tre metodi: l’ evaporazione, la crioconcentrazione e la filtrazione attraverso membrana. Con l’ evaporazione l’ acqua, che passa dallo stato liquido a quello aeriforme viene allontanata. Il processo viene definito diretto quando il calore è trasmesso per irradiazione, come nel sottovuoto, mentre in quello indiretto il calore viene trasmesso grazie a degli scambiatori di calore. La crioconcentrazione, definita anche concentrazione a freddo, consiste nel congelare l’ acqua che si trova nell’ alimento in modo da separare il ghiaccio dalla soluzione. Le tecniche della filtrazione attraverso membrana sono due: disidratazione osmotica e processi con membrane artificiali ( osmosi inversa e ultrafiltrazione ). L’ osmosi consiste nell’ immergere un prodotto in soluzioni concentrate di zucchero in modo da togliere fino al 50% dell’ acqua presente nell’ alimento. Dalla membrana fuoriescono anche zuccheri, Sali minerali e penetra il saccarosio. Tramite processi con membrane artificiali viene applicata una pressione superiore a quella osmotica in modo da far uscire il solvente dalla soluzione. La differenza principale tra ultrafiltrazione e l’ iperfiltrazione è che nella prima la membrana trattiene solo le macromolecole ed è invece permeabile per l’ acqua e i Sali mentre la seconda lascia passare solo l’ acqua. L’ osmosi inversa viene utilizzata per la concentrazione di succhi di frutta, pomodoro per salse… mentre l’ ultrafiltrazione è usata per l’ estrazione di macromolecole da alcuni elementi, come per il latte di soia, per la chiarificazione di birra, vino… .

Esistono due tipi di essiccamento: naturale e artificiale ed in entrambi i casi nell’ alimento rimane il 10-15% di acqua. Oggi si preferisce utilizzare quella artificiale, perchè a differenza dell’ altro è più igienico, richiede meno manodopera, è più veloce e si ottiene un essiccamento più uniforme. Questo può avvenire in: essiccatoi ad armadio, a tunnel, a letto fluido, a spruzzo,mediante radiazioni e a tamburo ( quest’ ultimo viene utilizzato per disidratare il latte destinato agli animali ).

La liofilizzazione è il metodo di conservazione con il quale si toglie più acqua dall’ alimento ( ne rimane solo il 5 % ). Il prodotto, dopo essere stato preparato, viene congelato rapidamente. La pressione viene abbassata in modo da far sublimare l’ acqua, in questa fase la temperatura di essiccamento è < o uguale ai -20°C. Con l’ essiccamento secondario viene allontanata sotto forma di vapore, l’ acqua incongelabile ottenendo così una disidratazione quasi totale dell’ alimento. Questi prodotti si conservano a lungo, si rigenerano facilmente aggiungendo dell’ acqua, diminuiscono i costi e lo spazio e non vengono utilizzati additivi. Gli alimenti che vengono principalmente liofilizzati sono: caffè, tè, prodotti per la prima infanzia, dietetici.

Le radiazioni sono un metodo fisico di conservazione e sono emissione di energia elettromagnetica attraverso lo spazio. Nella conservazione sono utilizzati i raggi U.V., X, ß e ?. In Italia gli alimenti sottoposti alle radiazioni sono le patate, l’ aglio, le cipolle e le spezie. I raggi X, ß e ? sono definiti ionizzanti perché si formano gli ioni e i radicali liberi ( quest’ ultimi sono delle specie chimiche reattive che velocizzano i processi di invecchiamento ). La legge stabilisce delle dosi massime, ma non siamo in grado di stabilire i livelli. Non esiste la dose senza effetto perché le radiazioni si accumulano. L’ azione delle radiazioni ionizzanti è influenzata da diversi fattori e in base alla dose assorbita dagli alimenti l’ azione viene definita: radurizzazione ( le dosi sono inferiori a 1 kGy ), radicizzazione ( le dosi arrivano fino a 10 kGy ), radappertizzazione ( le dosi sono superiori a 10 kGy ). I prodotti sottoposti a questo metodo devono riportare la dicitura “irradiato” o “trattato con radiazioni ionizzanti” sull’ etichetta e un simbolo. I metodi chimici di conservazione si basano sull’ utilizzazione di prodotti naturali e/o artificiali.

I conservanti chimici naturali si dividono in quelli addizionati all’ alimento di cui fan parte cloruro di sodio, saccarosio, alcool etilico, olio, aceto, spezie ed erbe aromatiche e in quelli che si formano con le fermentazioni, come l’ acido lattico, l’ acido acetico e l’ alcool etilico.
I conservanti artificiali sono gli additivi.

Il cloruro di sodio ha azione antisettica, batteriostatica e idroscopica in quanto sottrae acqua all’ alimento e diminuisce, quindi l’ acqua libera. La salagione può avvenire a secco o a umido. Nel primo caso il sale grosso viene sfregato sulla superfice dell’ alimento o per sovrapposizione di strati. Questo tipo di salagione viene utilizzata per i salumi. Per quella in umido si utilizzano salamoie e viene fatta per immersione in vasche o per iniezione ed è tipica dei formaggi. Il saccarosio ha azione microbiostatica quando la quantità dello zucchero è del 60-70%. Al posto di questo disaccaride si possono utilizzare il glucosio e il fruttosio in quantità meno elevate. Non tutti i microrganismi vengono ostacolati da questa soluzione è il caso dei microrganismi osmofoli e per evitare il loro sviluppo, gli alimenti vengono sottoposti ad altri metodi. L’ alcol etilico ha azione antisettica, distrugge tutti i batteri tranne le spore, provoca la denaturazione delle proteine e la disidratazione delle cellule. L’ olio isola gli alimenti dall’ ambiente esterno proteggendolo dai batteri quindi dallo sviluppo dei microrganismi aerobi e previene le ossidazioni. L’ aceto abbassa il pH. L’ acidificazione è usata anche per le marinate ( considerate semiconserve ) e viene usata per prodotti ittici. Questa sostanza ha azione batteriostatica e antiossidante e favorisce le reazioni chimiche che portano alla maturazione del prodotto. Le spezie e le erbe aromatiche migliorano le caratteristiche organolettiche, sono usate per le loro proprietà conservative e antimicrobiche. L’ additivo alimentare è qualsiasi sostanza, che non conferisce proprietà nutritive all’ alimento e che non viene utilizzato come ingrediente principale. Viene utilizzato per prolungare la durata del prodotto, conservare il valore nutrizionale, migliorare o stabilizzare le proprietà organolettiche.

Additivi. È importante che non interagiscano con i componenti dell’ alimento perché potrebbero formare dei composti altamente tossici per la salute umana. Di ogni additivo si valuta l’ eventuale tossicità e se il rischio è superiore al beneficio in questo caso è meglio evitarne l’ utilizzo ( rapporto rischio-beneficio ). Gli additivi comprendono: i conservanti e gli antiossidanti. I conservanti prolungano la durata di conservazione dell’ alimento. I più comuni sono: acido benzonico, acido scorbico, anidride solforosa, anidride carbonica ( è conservante e antisettico ), nisina, nitrati e nitriti. Gli antiossidanti invece proteggono gli alimenti dalle ossidazioni dei grassi e possono essere classificati in: antiossidanti primari ( si ossidano al posto dell’ alimento proteggendolo ),antiossidanti secondari ( rendono nuovamente idonei quelli primari ), chelanti o sequestranti ( legano i metalli impedendo di svolgere la loro azione ).

Metodi chimico-fisici di conservazione. L’ affumicamento consiste nel sottoporre l’ alimento all’ azione di sostanze antisettiche esplicate dal fumo. Il trattamento può avvenire a basse temperature ( affumicamento a freddo 20-25°C ), ad alte temperature ( affumicamento a caldo 65-80°C ) e l’ affumicamento semifreddo a 25-40°C usato soprattutto della carne. Con questo metodo si vengono a formare delle sostanze tossiche come la formaldeide, benzo-a-pirene. Per affumicare vengono utilizzati: affumicatoi a circolazione d’ aria naturale, celle di affumicamento e convezione forzata, tunnel continui.

I metodi biologici di conservazione sono rappresentati dalla fermentazione cioè la trasformazione di sostanze organolettiche effettuate da enzimi prodotti da microrganismi, che possono essere utilizzati per ottenere la biomassa ( insieme di cellule ). I microrganismi responsabili dei processi fermentativi appartengono ai batteri ( come i lactobacilli , i clostridi… ) e ai funghi ( come le muffe e i lieviti ). I prodotti della fermentazione incidono su: durata dell’ alimento, migliora la digeribilità, il contenuto di vitamine e amminoacidi migliora, i componenti tossici e i fattori antinutrizionali vengono distrutti. I più importanti processi fermentativi sono quello alcolico( nel vino, birra ), omolattico ( nello yogurt, sottaceti, formaggi ), eterolattico ( negli alcolici ) e butirrico ( nei formaggi ). In conclusione la conservazione viene utilizzata moltissimo a livello industriale ed è fondamentale per evitare, che nell’ alimento si producano tossine che possono essere letali per l’ uomo.