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Alterazioni alimentari

Un alimento alterato è quando le sue caratteristiche organolettiche, composizione chimica, l'aspetto fisico e la sua salubrità variano da precluderne il consumo rendendolo sgradevole e non sicuro dal punto di vista igienico-sanitario.
Inizialmente l’uomo conservava gli alimenti attraverso affumicamento, salagione e cottura.
Oggi, grazie agli studi, sappiamo che le alterazioni degli alimenti sono causate da agenti che possono essere classificati in base alla loro fonte (esterna o interna) e in funzione alla loro origine e natura.
Fonti esterne:
Natura fisico-chimica (aria, luce, umidità e temperatura), natura biologica (micro/macrorganismi come contaminanti ambientali)
Fonti interne:
Micro/macrorganismi (si trovano nell’alimento stesso), enzimi (presenti nel cibo determinano alterazioni)

Alterazioni fisico-chimiche:
-Ossigeno e luce: provocano ossidazione e irrancidimento causato dall'aria. Questi fenomeni sono favoriti dagli enzimi ossidanti, luce, umidità e temperature che provocano la formazione di lipoperossidi o perossidi organici che si decompongono e sono responsabili dell'odore rancido. Gli alimenti ricchi di lipidi vanno conservati in frigorifero al riparo dalla luce e nella loro confezione (es. Burro in incarti opachi e l'olio in contenitori non trasparenti).

Il pepe, peperoncino, salvia, rosmarino sono antiossidanti naturali che rallentano l'ossidazione (es. Alcuni salumi la superficie è ricoperta di pepe).
A livello industriale vengono aggiunti additivi alimentari antiossidanti.
Ossigeno e luce inattivano alcune vitamine(A,B₂ e C) e con gli enzimi causano imbrunimenti (es. Una patata o una mela tagliata a contatto col luce e ossigeno, ma si possono sviluppare anche le muffe).
-Umidità: Disidratazione nei vegetali e congelati causa “scottatura” e macchie biancastre dovute a un eccessiva evaporazione dell'acqua
Assorbimento di umidità danneggia gli alimenti secchi e i prodotti da forno rammolliscono, gli alimenti granulari (es. Farina e zucchero) formano dei grumi, un eccessiva umidità favorisce la crescita di muffe e irrancidimento.
-pH: I batteri si moltiplicano a pH neutro o leggermente acido. Ad esempio i Bacillus cereus arrivano a pH 5, mentre gli stafilococchi aureus 4, i latto bacilli 3,8 e 3, lieviti e muffe sono acidoresistenti fino a 1,5.
-Temperatura: Il clima favorevole per la crescita di microrganismi è tra 10°C e i 60°C, ma anche temperature inferiori in caso di conservazioni prolungate provocano un deterioramento di origine psicrotrofica e porta a livelli pericolosi la presenza di patogeni criofili (listeria). L'aumento della temperatura può portare la disidratazione del prodotto compromettendo aspetto fisico e qualità.

Alterazioni biologiche:

Sono le più frequenti, catalizzate da enzimi presenti negli alimenti o nei microrganismi che li contaminano. Qualsiasi alimento ha sempre un contenuto microbico più o meno alto. La flora microbica è ubiquitaria, alcuni germi sono utili per le trasformazioni di alimenti, altri ne causano il deterioramento.
-Inquinamento: primario e secondario.
Inquinamento primario: agenti biologici ed enzimatici provengono dall’alimento stesso (es. uova, prima di essere deposte, possono essere contaminate mentre percorrono l’ovidotto)
Inquinamento secondario: microrganismi/ macrorganismi provengono dall’esterno o pratiche di lavorazione (es. microrganismi si trovano nella pelle del pollame che è molto inquinata).
I macroparassiti (insetti, roditori ecc.) compaiono quando lo stoccaggio non è adeguato.
I macroparassiti inoltre, possono essere vettori di patogeni pericolosi.

-Microrganismi: Le contaminazione biologica può modificare il valore nutritivo rendendo il cibo non commestibile causando nel consumatore tossinfezioni e parassitosi alimentari.
Alterazioni principali: idrolisi e irrancidimento dei lipidi, idrolisi delle proteine e alterazione degli amminoacidi liberi oppure putrefazione, idrolisi e fermentazione dei glucidi.
Inoltre, gli alimenti compaiono odori, sapori sgradevoli, ecc. accompagnati da una variazione di colori naturali.

-Enzimi: Gli alimenti derivano da organismi che all'interno delle proprie cellule possiedono enzimi digestivi capaci di scindere numerose molecole in costituenti più semplici.
Alcuni enzimi sono pericolosi perché causano il deterioramento dell'alimento.


Conservazioni
La conservazione ha lo scopo di preservare le caratteristiche organolettiche per periodi più o meno lunghi. Le alterazioni dei prodotti alimentari sono determinate sia da microrganismi e da enzimi, sia dal contatto con agenti atmosferici.
Per evitare problemi è necessario applicare specifiche tecniche di conservazione.
I metodi di conservazione si possono distinguere in: metodi fisici, chimici, chimico-fisici e biologici.

Conservazione con metodi fisici:
Si dividono in:
Conservazione a bassa temperatura (refrigerazione, congelamento, surgelazione)
Conservazione ad alta temperatura (pastorizzazione, sterilizzazione)
Conservazione mediante sottrazione di acqua (concentrazione, essiccamento e liofilizzazione)
Conservazione per irraggiamento
Conservazione mediante ambienti modificati (atmosfera modificata e controllata, sottovuoto, Cryovac)

Uso del freddo, conservazione a bassa temperatura:
Azione di natura batteriostatica, ossia rallenta l’attività enzimatica e microbica.

-Refrigerazione: La refrigerazione si è sviluppata nel 19° secolo con l'invenzione del frigorifero. Le temperature nel frigorifero oscillano da 0°C a 4°C, è sconsigliato superare la temperatura di 4° poiché diminuisce il periodo di conservazione, invece se si scende sotto gli 0°C i liquidi dentro gli alimenti solidificano danneggiando l'alimento. Per una conservazione ottimale il frigorifero deve avere un umidità del 85%. A livello industriale sono montati degli ozonizzatori che rilasciano l'ozono (O3) che rompe le molecole di etilene, rallentando la maturazione dei frutti e inoltre ha un effetto microbicida su batteri e muffe.
-Refrigerazione in atmosfera controllata: questa tecnica è capace di preservare in modo migliore le qualità organolettiche.
È una tecnologia a minore impatto sensoriale nella quale sono abbinate sempre a due metodi di conservazione: temperatura bassa e composizione atmosferica.

È utilizzata per frutta e verdura con l'obiettivo di ridurre la quantità d'ossigeno a contatto con l’alimento. Le celle sono a tenuta stagna e all'interno è costituita da circa il 92% di azoto ,4% di anidrite carbonica e 4% di ossigeno. In questo modo il prodotto può essere conservato fino a 8 mesi. Se si aumenta l'ossigeno al 50% e la temperatura a 18°C si favorisce la maturazione degli agrumi.
La conservazione in atmosfera modificata è utilizzata per alimenti in contenitori chiusi e controllati solo al momento del confezionamento e questo trattamento deve essere riportato sulla confezione. L'ossigeno impedisce ai microrganismi anaerobi di moltiplicarsi.
L'azoto all'interno della confezione impedisce l'irrancidimento e allo sviluppo di muffe.
L'anidride carbonica limita lo sviluppo di batteri e muffe perché inibisce la respirazione cellulare.
-Idrorefrigerazione: consiste nel raffreddare frutta e verdura tramite irrorazione a pioggia di acqua a 0-0,5°C subito dopo la raccolta.
-Raffreddamento sottovuoto: di frutta e verdura avviene in ambiente sotto vuoto con la diminuzione di temperatura di 25° a 0,5°C in 20 minuti in cabine a chiusura ermetica.
-Congelamento: si porta gli alimenti a temperature basse tra -5°C a12°C o bassissime tra
-30°C a -50°C cristallizzano l'acqua contenuta nel cibo.
Se le temperature sono basse, il congelamento avviene più velocemente con caratteristiche del prodotto finale migliori.
Il congelamento lento: avviene a temperature tra -5°C e -20 °C, si formano i macrocristalli che distruggono le membrane cellulari rovinando la struttura dell'alimento. Nello scongelamento si liberano i liquidi intracellulari, perdendo i nutrienti idrosolubili (sali minerali, proteine, vitamine e glucidi), perciò l'alimento risulterà secco.
Il congelamento rapido: avviene a temperature tra i -30°C e -50°C, si formano i microcristalli che non comprometteranno le strutture cellulati. Nello scongelamento non ci sarà perdita dei liquidi intracellulari, il prodotto risulterà più conservabile mantenendo le sue caratteristiche organolettiche e nutrizionali. La temperatura di conservazione dei prodotti congelati deve essere inferiore o uguale a -18°C.
-Surgelazione (congelamento ultra rapido): il prodotto deve raggiungere la temperatura di -18°C in un tempo massimo di 4 ore. Preparazione: l'alimento viene tagliato in pezzi subendo una precottura. Congelamento: ultrarapido. Confezionamento: prodotti predisposti in porzioni comode adatte all’uso immediato del consumatore. Conservazione: a temperature uguali o minori di -18°C per evitare shock termici compromettendo la qualità.
-Scongelamento: deve avvenire in modo lento e, per evitare lo sviluppo microbico, non deve avvenire a temperatura ambiente. Un prodotto scongelato non deve mai venire ricongelato, ma utilizzato entro 24 ore.

Caratteristiche di un alimento trattato con il freddo: Le proteine non subiscono grosse perdite di qualità, subiscono una denaturazione che ne migliora la digeribilità.
I lipidi possono subire idrolisi e irrancidimento (ecco perché i pesci azzurri ricchi di questi acidi grassi non andrebbero comprati surgelati).
Le vitamine e sali minerali si perdono parzialmente nella fase di preparazione.


Uso del calore, conservazione ad alte temperature:
metodo più sicuro con il calore perché gli enzimi perdono la loro attività biologica e i microrganismi non sopravvivono. Il suo impiego però comporta anche modificazioni negative sotto il profilo nutrizionale e organolettico.
-La pastorizzazione: è un trattamento termico che avviene a temperature minori di 100°C distruggendo una buona parte delle forme vitali e patogene e inibendo l'attività enzimatica, ma non raggiunge le temperature necessarie per eliminare le spore. La pastorizzazione è abbinata al sottovuoto o refrigerazione.
Esistono 3 tipi di pastorizzazione:
-Bassa temperatura a 60-65°C per 20-30 minuti (vino, birra e latte per caseifici)
-Alta temperatura 70-85°C per 2-5 minuti (latte)
-HTST high temperature short time a 75-85°C per 15-20 secondi (succo di frutta, latte e birra).
-Sterilizzazione: è un trattamento che avviene a temperature superiori a 100°C distruggendo tutte le forme viventi comprese le spore e ha un effetto negativo sul piano nutritivo e organolettico.
Per una corretta sterilizzazione degli alimenti acidi è necessaria una temperatura di 100°C per 10-15 minuti, per gli alimenti neutri o a bassa acidità a 120-140°C per 10-15 min.
Sterilizzazione classica: i cibi subiscono una precottura, confezionati in una scatola di latta o vetro ermetiche e sottoposte a 120° per 15-20 minuti in un autoclave, possono conservarsi a temperatura ambiente da 1 a 5 anni.
UHT diretto o indiretto: un alimento viene riscaldato attraverso uno scambiatore di calore o mediante iniezione di vapore, l'alimento è preriscaldato a 50-80°C e lo si porta a 140-150°C per qualche secondo, lo si raffredda a 20°C e confezionato in confezioni di tretrapak.
I prodotti UHT(succo di frutta, prodotti per l'infanzia) subiscono alterazioni minime e possono conservarsi fino a 6 mesi.
Sterilizzazione sotto pressione: per ottenere conserve poco acide e stabili dal punto di vista microbiologico.
Confezione asettico: per la perdita di proprietà organolettiche e nutritive.

Caratteristiche di un alimento trattato con il calore: Subiscono una modificazione nelle caratteristiche organolettiche come cambiamenti di sapore, odore e colore e hanno una coagulazione e denaturazione delle proteine, perdita di A.A. essenziali e perdita delle vitamine termolabili.

La conservazione per sottrazione d’acqua:
è un ottimo sistema per conservare gli alimenti in quanto produce un effetto batteriostatico.
-Acqua libera: Indicata con il valore Aw una scala che va da 1,00 per l'acqua e 0,00 per l'olio, se all'acqua aggiungiamo zucchero o sale il valore di Aw sarà inferiore a 1,0. Più è basso il valore di Aw più risulta difficile lo sviluppo microbico.
-La concentrazione: Consiste nell'eliminazione parziale di acqua fino al 50% riducendone volume e aumentando la conservazione
-Concentrazione per evaporazione o a caldo: A livello domestico l'alimento viene asciugato in un ambiente ventilato oppure lo si fa bollire in modo da far evaporare l'acqua. A livello industriale l'alimento è scaldato da uno scambiatore di calore. Per i liquidi termo sensibili viene utilizzato un evaporizzatore a bassa pressione a temperature di 50°C. Questo metodo ha il difetto di diminuire l'aroma e alterare le caratteristiche degli alimenti sensibili al calore.
-Concentrazione a freddo: Evita i danni agli alimenti sensibili al calore, questa tecnica allontana i cristalli di ghiaccio con il principio fisico dell'abbassamento crioscopico(es. L'acqua ghiaccia a 0°C , mentre il succo di arancia concentrato ghiaccia a -9°C). Il succo d'arancia mantiene la maggior parte delle vitamine.
-Concentrazione mediante membrana: disidratazione avviene a temperatura ambiente in modo che l’alimento non subisca i danni causati per esempio dalla disidratazione per evaporazione.
-L'essiccamento: Consiste nell'eliminare quasi totalmente l'acqua in un alimento, permette di passare da una percentuale di acqua del 65-95% fino al 10-15° inibendo la crescita dei microrganismi.
L'essicazione può essere naturale: l'alimento è esposto al sole e all'aria per periodi prolungati (metodi antichi)o artificiale: intervengono dei macchinari chiamati essiccatori che emanano aria calda.
-Liofilizzazione: è un tipo di conservazione che sfrutta la disidratazione per sublimazione (solido-vapore), questi prodotti si reidratano molto facilmente.
Preparazione: alimenti tagliati possono subire una scottatura, i liquidi sono concentrati e pastorizzati.
Congelamento: rapido a -40°C
Sublimazione: si effettua in autoclave con sottovuoto, riscaldando l'alimento congelato tra 30°C e 60°C.
Confezionamento: imbustato in buste triplo strato, riempite sottovuoto o in atm controllata.

Caratteristiche di un alimento disidratato: Questi prodotti hanno un grosso vantaggio nel termine della conservazione ma il prodotto può avere variazioni di colore, sapore e colore (imbrunimento), la perdita di vitamine idrosolubili e modificazioni strutturali. Un prodotto liofilizzato invece subisce modificazione minime nei nutrienti e nelle caratteristiche organolettiche.

Conservazioni per irraggiamento (radiazioni):
vengono utilizzate radiazioni di natura elettromagnetica ( raggi UV e X, gamma, alfa e beta). C'è una lista degli alimenti e delle aziende che possono eseguirlo. Gli alimenti in Italia sono le patate aglio e cipolla per evitare la germogliazione.

Conservazione mediante modificazione dell’atmosfera:
è un metodo conservativo per evitare il contatto dell'ossigeno con l'alimento. La modificazione dell'atmosfera può avvenire usando gas inerti come azoto e anidride carbonica o sottraendo l'aria. Metodi utilizzati: CAP atmosfera controllata, MAP atmosfera modificata
-Sottovuoto: consiste nel generare il vuoto nella confezione dell’alimento evitandogli il contatto con l’aria. In questo modo si inibiscono l’azione ossidativa r lo sviluppo dei microrganismi aerobi. Comporta numerosi vantaggi sul piano igienico e organizzativo del lavoro.
-Conservazione di Cryovac: consiste nel refrigerare il prodotto sottovuoto nel loro sacchetto di cloruro polivinile trasparente e impermeabile.
Preparazione: l'alimento viene mondato (salato e aromatizzato).
Creazione del vuoto: prodotto inserito in appositi sacchetti e messo sottovuoto in modo che siano in contatto con l'alimento
Cottura sottovuoto: l'alimento viene cotto a bagnomaria e per questioni igienico-sanitarie la temperatura all'interno non deve essere inferiore ai 70°C.
Raffreddamento: l'alimento viene portato velocemente a +4°C per evitare la crescita di microrganismi
Stoccaggio e trasporto: è molto importante che la catena del freddo non si interrompa
Riscaldamento: l'alimento deve essere portato a 65°C in meno di un ora
L'aspetto igienico è garantito in quanto l'operatore è a contatto solo nella prima parte della lavorazione.
L’alimento mantiene tutte le caratteristiche organolettiche.


Conservazione metodi chimici:
si basa su due metodi: naturali (sale, olio, aceto, alcol, zucchero, spezie, erbe aromatiche, ecc.) e artificiali o additivi chimici.

Conservanti naturali:
-Sale: metodo più antico, l’azione del sale è batteriostatica. La concentrazione del sale del 10-15% è già in grado di arrestare la crescita di molti microrganismi.
Salagione a secco: gli alimenti sono messi a contatto diretto con il sale e massaggiati per favorirne la penetrazione (prosciutto crudo) oppure sovrapposti e alternati con strati di sale (acciughe).
Salagione a umido o salamoia: la conservazione è di breve durata. Il prodotto viene immerso o iniettato in una soluzione di acqua e sale.
Per una salagione ottimale è consigliato utilizzare sale grosso perché penetra nell'alimento più lentamente e l’effetto nel prodotto è omogeneo, è consigliato una temperatura bassa che lo rende graduale e omogeneo e un ambiente umido favorisce l'assorbimento del sale e la quantità.
-Zucchero: viene utilizzato per la conservazione di frutta e confetture e marmellate. Il saccarosio può essere utilizzato in stato solido o in sciroppo (acqua e zucchero 60%), dosi superiori possono causare la cristallizzazione, mentre dosi inferiori causano lo sviluppo di muffe e lieviti. L'azione dello zucchero è analogo a quello del sale, disidratano l'alimento per osmosi riducendo la quantità di acqua libera per i microrganismi. Possono essere utilizzati glucosio e fruttosio ma devono essere dichiarati in etichetta
-Olio: agisce come conservante perché isola l’alimento dall'aria, bloccando lo sviluppo dei batteri aerobi, è inefficacie verso i batteri anaerobi e, per questo motivo, deve essere abbinato alla pastorizzazione o sterilizzazione. È necessario che l'olio ricopra tutto l'alimento e bisogna evitare le posate sporche (contaminazione crociata) e per evitare l'irrancidimento dell'olio: utilizzare un olio con un elevato contenuto di acidi grassi polinsaturi e in contenitori in vetro scuri al riparo dalla luce.
-Aceto: utilizzato soprattutto per la conservazione di vegetali con presenza di acido acetico. Impedisce la moltiplicazione dei microrganismi abbassando il valore del pH.
L’aceto deve essere aggiunto agli alimenti dopo che sono stati sottoposti a scottatura o salagione per evitare alterazioni dell’alimento.

Conservanti artificiali:
-Additivi chimici: sono aggiunti intenzionalmente ai cibi in piccole quantità e migliorano la conservabilità e le caratteristiche organolettiche.
E' obbligatorio indicarlo nella sua etichetta di composizione.
L'unione europea permette di usare più di 300 tipi di additivi.
L'etichetta deve riportare: la categoria dell'additivo, la sua funzione seguito dal nome dell'additivo o dal codice europeo di tre cifre.
La lettera E indica che è stato approvato dall' UE.
Gli additivi devono avere dei requisiti fondamentali: devono avere un utilità (devono essere indispensabili se non esistono altre soluzioni per avere lo stesso risultato), devono essere sicuri (non devono essere dannosi per la salute del consumatore), deve essere nelle liste positive (autorizzati dall'amministrazione sanitaria), non devono confondere il consumatore sulla qualità e quantità degli ingredienti.
DGA è la quantità massima di un additivo alimentare che può essere assunta giornalmente senza rischi anche per tutto l'arco della vita. I DGA sono espressi in milligrammi per peso corporeo.

Conservazione chimico-fisici:
-L'affumicamento: prolunga la durata del prodotto, gli conferisce gli aromi, colori e sapori tipici. Metodo di conservazione molto antico, consiste nel sottoporre gli alimenti all'azione del calore e del fumo. Per conferire l'aroma vengono utilizzati legname di piante come castagno, faggio e quercia e aggiunta di essenze aromatiche come alloro, rosmarino e ginepro. L'affumicamento è preceduto dalla salagione.
Processo a freddo: temperature tra 20 e 30°C prolungandosi per alcuni giorni.
Processo a caldo: temperature tra 50 e 80°C per qualche ora.
Le caratteristi organolettiche sono parzialmente modificate dal fumo.


Conservazione metodi biologici:
-La fermentazione: tecniche di conservazione naturale più antica, sfruttano l’azione di alcuni microrganismi presenti nell’alimento, con produzione di specifiche sostanze.
Fermentazione alcolica: importante per produrre birra, vino e pane. I saccaromiceti trasformano i glucidi semplici in alcol etilico e anidride carbonica.
Fermentazione lattica: utilizzata per la preparazione di yogurt e maturazione di alcuni formaggi. Il lattosio viene trasformato in acido lattico.
Fermentazione propionica: i batteri propionici trasformano gli zuccheri semplici in acido propionico a anidride carbonica (formaggio con i buchi emmentaler)
Fermentazione Acetica: i batteri in presenza di ossigeno, trasformano l'alcol etilico in acido acetico e acqua.

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