Tecnologie alimentari 2- Lattiero casearie

Cottura

®Cottura ha la finalità di garantire una variazione organolettica e nutrizionale. Serve quindi per rendere un alimento più buono dal punto di vista organolettico, più accettabile dal punto di vista nutrizionale e anche per aumentarne la conservabilità. Nei processi di cottura vediamo la diminuzione o l’aumento di consistenza, l’imbrunimento, la denaturazione delle proteine, gli amminoacidi che sono meno biodisponibili, il cambiamento della diffusività, ecc.

Processi di cottura

Abbiamo due principali processi di cottura: i processi di cottura in mezzo umido (con presenza di acqua, sughi o altri elementi che conferiscono umidità) oppure i processi in mezzo secco (griglia, piastra, forno, frittura). Esistono poi processi innovativi come la cottura a microonde e per riscaldamento dielettrico.

Cottura in mezzo secco

Nei processi di cottura in mezzo secco la quantità di calore che passa dal sistema di cottura al prodotto è proporzionale alla superficie del prodotto e alla differenza di T che c’è tra il corpo riscaldante e il prodotto. All’inizio della fase di cottura, la superficie del prodotto riceve calore dal mezzo riscaldante. L’aumento della T superficiale causa trasporto di calore dall’esterno verso l’interno del prodotto. Quando la T superficiale è di 100°C, l’acqua superficiale evapora. Proseguendo con la cottura, l’evaporazione diminuisce, aumenta la T esterna, la zona esterna diventa secca e si forma la crosta.

Cottura in mezzo umido

Nei processi di cottura in mezzo umido è importante la perdita di sostanze solubili come la vitamina C, la tiamina, la riboflavina e i minerali. Abbiamo tre tipologie di cottura in mezzo umido: la bollitura, a vapore a pressione atmosferica e a vapore in sovrappressione.

Formatura e estrusione

Formatura

®Consiste nella trasformazione di ingredienti liquidi, semisolidi o particolati in un prodotto solido con una determinata forma, dimensione e struttura (shaping or forming).

Estrusione

®È un’operazione nella quale un materiale plasmabile è forzato a passare attraverso un orifizio per ottenere una forma ben definita. È il processo per cui materiali amidacei o proteici o zuccherini sono plastificati per azione combinata della pressione, del calore e dello sforzo meccanico e forzati attraverso una trafila per ottenere forma e struttura desiderate. L’estrusore è un cilindro aperto in alto (tramoggia) e alla fine (trafila), che contiene una vite senza fine che comprime il prodotto contro una trafila. Il prodotto viene immesso nella tramoggia, la vite gira, il prodotto avanza e, quando la vite è finita, le spire continuano a spingere e il prodotto fuoriesce dalla trafila. La camera può essere dotata di camicia di raffreddamento o riscaldamento perché la rotazione della vite genera calore per attrito sulle superfici e il prodotto andrebbe a cuocere per attrito. All’interno dell’estrusore possono essere effettuate, in sequenza o contemporaneamente, diverse operazioni (triturazione, impastamento, riscaldamento, degasatura, pressurizzazione, laminazione, ecc.), che hanno diversi effetti sul prodotto finito.

Formare e strutturare si fa con un’estrusione; espandere, disidratare e fare una cottura HTST si fa con una cottura-estrusione. Il prodotto estruso più canonico è la pasta, mentre prodotti che hanno subito cottura-estrusione sono gli snack e i pet food. Un estruso può anche essere in atmosfera modificata per evitare che si ossidi la parte lipidica (evitare che aumenti il numero di perossidi, evitando quindi che irrancidisca). Solo in alcuni casi, l’atmosfera modificata viene anche fatta da azoto, CO e ossigeno. L’ossigeno viene messo solamente con lo scopo di andare a reagire con la mioglobina formando metamioglobina per mantenere il colore rosso delle carni. L’azoto viene messo solamente per fare volume, ma non ha nessun effetto. La CO₂ è quella che ha un effetto batteriostatico perché reagendo con acqua forma acido carbonico acidificando il prodotto e rendendolo meno attaccabile dai microrganismi.

Texturizzazione delle proteine

L’estrusione si è sempre di più usata soprattutto grazie all’evoluzione del mondo vegano perché l’estrusore permette di emulare quelle che sono le proteine animali. Negli anni '70 c’è stato un grande sviluppo nella produzione di prodotti come la soia, che è una matrice proteica molto ricca, che si adattava molto bene a lavorazioni di questo tipo (per fare texturizzazione di proteine e ottenere analoghi della carne); un problema di questo processo era la grande quantità di olio di soia che avanzava perché, in quegli anni, l’olio di soia non veniva utilizzato, ma con questa produzione è stato fatto diventare un olio a tutti gli effetti.

Vantaggi dell’estrusione: versatilità, alta produttività, basso costo, varietà di forme, alta qualità del prodotto, energeticamente efficiente, nuovi prodotti, mancanza di effluenti. L’estrusione aumenta la digeribilità dell’amido, l’amido viene destrinizzato, il prodotto può essere sterile perché le temperature raggiunte sono elevate, prolungata conservazione in funzione dell’aw e di altre componenti, forme e consistenze gradite agli animali.

Normativa HACCP

®HACCP la normativa sull’HACCP è una normativa cogente. L’HACCP (analisi dei rischi e dei punti di controllo critici) è un sistema di assicurazione della qualità dove la sicurezza dei prodotti alimentari è ottenuta attraverso l’analisi e il controllo di pericoli di natura chimica, fisica e biologica dalle materie prime fino al prodotto finito.

Dal punto di vista biologico abbiamo tutto quello che è un inquinante di natura biologica come muffe, lieviti, batteri, virus, ecc., che possono derivare da fonti diverse dirette o indirette (essere già nel prodotto, arrivare dall’ambiente, dal personale, dai sistemi di carico e scarico, ecc.).

I pericoli di natura chimica sono la presenza all’interno di un prodotto alimentare di un inquinante di natura chimica, come detergenti, sanitizzanti, sostanze esterne (inquinamento da diossina), solventi, colle dei contenitori, ecc.

I pericoli di natura fisica sono i corpi estranei che derivano dal terreno, dalle materie prime, dagli impianti, da frammenti dei contenitori, orecchini, capelli, ecc.; i corpi estranei sono tecnicamente un pericolo, ma ci sono cose che sono pericolose e altre no (es: yogurt in cui trovo un frammento di vetro è obiettivamente pericoloso per il consumatore, mentre invece se nello yogurt trovo un capello non è certamente pericoloso).

Nell’analizzare un impianto di produzione ci vuole grande competenza, ragionevolezza e bisogna anche essere in grado di porsi la domanda giusta per avere una risposta. Dal punto di vista normativo, un punto di controllo deve essere monitorato attraverso schede apposite dove il responsabile mette la firma generando in automatico delle responsabilità civili e penali su di esso. Quindi, il responsabile deve essere preparato ad individuare quelli che effettivamente sono punti di controllo critici.

Si può avere la stesura di un manuale di autocontrollo (non è obbligatorio), che è un insieme di documenti che descrivono l’azienda, le procedure, tutte le condizioni operative, come viene formato il personale e quali sono i flussi di prodotti in entrata e in uscita. Ci saranno operazioni quotidiane e ordinarie (come la pulizia dei piani di lavoro, lo smontaggio delle macchine, la sanificazione delle macchine, ecc.), e poi ci saranno delle operazioni meno frequenti (come la pulizia delle finestre, dei lampadari, ecc.).

Nel rapporto con le aziende fornitrici il capitolato stabilisce per quel determinato tipo di prodotto tutte le caratteristiche che deve avere (es. la farina deve esser 00, provenire da questo grano, avere questi limiti microbici, avere le ceneri non superiori a, essere di colore bianco secondo questi parametri, ecc.). È una descrizione fisica, oggettiva e con dati analitici di quello che deve essere fornito.

Operazioni preliminari alla lavorazione della frutta

L’accettazione delle materie prime potrebbe essere un punto di controllo critico per motivi di natura chimica, fisica o biologica. Quando si fa accettazione delle materie prima la prima azione che si fa è il controllo visivo (se quei prodotti sono conformi). L’addetto alla recezione delle materie prime, una volta fatto il controllo visivo, ha in allegato alla fornitura il certificato dei fornitori in cui vengono assicurati i valori stabiliti in precedenza nel capitolato. Il mancato rispetto da parte del fornitore delle specifiche permette all’azienda di rifiutare il prodotto o di contrattare sul prezzo. Il controllo di conformità, quando c’è un sano e onesto rapporto tra fornitore e acquirente, viene effettuato controllando un lotto di prodotto ogni tot tempo.

I prodotti possono essere stoccati nei piazzali all’aperto oppure in celle frigorifere laddove siano disponibili e ci sia la necessità. I prodotti presentano una diversa resistenza alla frigoconservazione. Questo è in funzione anche del tipo di lavorazione che fa un’azienda. Il prodotto viene poi lavato e il lavaggio può essere effettuato per immersione in vasche, per aspersione o con sistema misto. Il lavaggio per immersione in vasche prevede un elevato consumo di acqua con problemi nello smaltimento delle acque. Nel lavaggio per aspersione (con un getto di acqua) si ha un consumo idrico minore, ma l’efficacia è minore. Con il sistema misto (acqua e getti di acqua) si ha un’elevata efficacia e un medio/basso consumo idrico. Oltre a questi, si ha il sistema a borbottaggio che consiste nell’insufflare aria all’interno di una vasca e l’azione meccanica delle bolle d’aria e del rimescolamento del liquido favorisce il distacco meccanico di tutti i prodotti che ci sono in superficie.

La cernita può essere manuale o non manuale. La cernita manuale è spesso effettuata da personale femminile perché sono più pazienti nella cernita. La cernita automatizzata viene effettuata attraverso sistemi di selezione ottica (i prodotti vengono selezionati in base al colore o alla forma e i prodotti scartati vengono allontanati con un getto d’aria).

Per calibratura si intende la selezione, all’interno di una partita di prodotto, di elementi con dimensioni omogenee e lo scarto degli elementi sovra o sotto dimensionati. I prodotti devono essere calibrati solo quando devono subire successivamente una operazione meccanica che richiede una dimensione definita ed omogenea.

Il blanching è un trattamento termico in acqua bollente o in vapore o in microonde, in funzione della geometria del prodotto, a 80-90°C per un tempo compreso tra qualche secondo ed alcuni minuti a seconda della resistenza del prodotto all’effetto cottura. Il blanching non è un trattamento di sanitizzazione (anche se inevitabilmente c’è un effetto di sanitizzazione superficiale, pastorizzazione e blanching sono due processi diversi). Il blanching serve ad impedire che la frutta imbrunisca (disattivazione enzimatica). Il blanching funziona anche per far uscire aria dai tessuti vegetali in modo da rallentare le reazioni di ossidazione e per evitare rigonfiamenti in post-confezionamento. Il blanching va anche ad ammorbidire i tessuti facilitando il riempimento delle confezioni e riducendo il volume degli ortaggi a foglia, ed ha anche un effetto di esaltazione del colore. Questa operazione può essere combinata con quella di acidificazione o di triturazione.

Confezionamento/riempimento

Parliamo di due tipologie di contenitori: i vasi in vetro con capsula twist-off o le lattine in banda stagnata. I contenitori devono essere puliti, rovesciati e lavati. Si ha un getto di vapore che serve a sterilizzare il contenitore prima che venga aggraffato. Si può avere il riempimento dei contenitori con successivo trattamento termico di stabilizzazione, oppure si ha confezionamento in asettico. Nel caso del confezionamento in asettico il prodotto viene precedentemente pastorizzato e poi viene raffreddato prima del confezionamento.

Derivati di frutta

®Frutta intera, puree e succhi, frutta in pezzi e derivati per l’industria alimentare e farmaceutica. Il fatto che per il mercato del fresco la frutta richiesta sia in condizioni perfette, prevede molti scarti. Questi scarti possono essere scarti da materie prime ancora integre (frutti sottomisura, frutti lievemente danneggiati, ecc.) oppure scarti che si generano durante le lavorazioni (bucce, semi, torsoli, ecc.). Questi scarti seguono vie diverse in funzione del tipo di frutto e della tecnologia impiegata.

Puree, succhi e nettari

Oggi si consuma più frutta sotto forma di succo o altre bevande per comodità di uso, hanno un’importanza dietetica e nutrizionale, ci sono tanti prodotti diversi (prodotti tropicali), hanno un livello qualitativo elevato, vanno incontro a tutte le questioni che riguardano ritmi di vita più accelerati, e spesso sono l’unica modalità di consumo per bambini e adolescenti. Puree, succhi e nettari sono composti da 80-90% di acqua e un 10-20% di solidi solubili. Nei solidi solubili i carboidrati rappresentano circa il 60-80%, poi troviamo le sostanze peptiche, sali minerali, vitamine, pigmenti, aromi (aldeidi e chetoni che sono tipicamente proprietari della frutta) ed enzimi ossidativi e pectolitici (l’attività degli enzimi ossidativi ha un effetto sull’imbrunimento enzimatico, gli enzimi pectolitici modificano la struttura polimerica della pectina).

La preparazione dei succhi di frutta varia a seconda del tipo di frutto e del prodotto finale. La produzione del succo può avvenire per estrazione del succo (spremitura) o per triturazione. In queste bevande c’è sempre aggiunta di acido citrico e acido ascorbico con un effetto sinergico.

Frutta al naturale e allo sciroppo

In questo caso sono importanti più aspetti: il livello igienico-sanitario, il grado di consistenza del prodotto, e, in base al prodotto che si va a fare, è importante che la forma sia simmetrica. Il consumatore e l’industria vorrebbero vedere un prodotto bello, integro e un liquido di governo limpido, e questo dipende molto dal grado di maturazione della frutta perché più la frutta è sovra matura e più i fenomeni di perdita di frazioni di polpa, uscita di soluti, ecc. è velocizzato e, a seguito del trattamento termico di pastorizzazione (effettuato sul barattolo già riempito), si ha nuovamente perdita di sostanze che vanno a finire nel liquido di governo. Molto importante nella lavorazione della frutta al naturale o allo sciroppo è il raffreddamento rapido in acqua per aspersione perché nella parte superiore dei barattoli c’è uno spazio di testa che tende a generare una sovrappressione quando si va a riscaldare il prodotto e quindi, in fase di pastorizzazione i coperchi tendono a rigonfiarsi verso l’esterno e il raffreddamento va a provocare l’effetto contrario; raffreddando si va a diminuire la pressione all’interno dello spazio di testa contraendo il volume. Quando si raffredda e il sistema si contrae, si genera una depressione all’interno che può richiamare acqua dall’esterno ed è quindi sempre obbligatorio avere acqua potabile, sanificata e con una piccola concentrazione di cloro perché, se piccolissimi microlitri di acqua entrano all’interno, non si abbia un inquinamento del prodotto.

Marmellate e gelatine

Marmellate: agrumi
Gelatine: si ottengono a partire dal succo
Confetture (sono fatte con frutta): (gelificazione dei succhi) Gli ingredienti aggiunti sono lo zucchero, con azione conservativa, le pectine, che permettono la gelificazione e conferiscono la giusta consistenza, e l’acido citrico (abbassa il pH). La confettura è stabile a 55-60 Bx. Le pectine si estraggono dalla buccia degli agrumi, dalle mele cotogne e da vari prodotti vegetali ed è quindi un materiale naturale. La pectina è un polimero che genera tanti legami a bassa energia ed è in grado di trattenere acqua.

• Esistono tre possibili modalità per fare una confettura: metto la frutta a riscaldare e vado avanti con l’evaporazione fintanto che i gradi Brix del prodotto non raggiungono il 70%;
• Metto a scaldare il prodotto, concentro parzialmente e aggiungo degli zuccheri (aumento il numero di gradi Brix), metto la pectina e la confettura è pronta;
• Sommergo la frutta fresca di zucchero anidro e, per osmosi, l’acqua fuoriesce dalla frutta (si provoca un effetto osmotico così potente che la frutta è stabile, però quello che si ottiene sono canditi).

Con un trattamento osmotico di qualche ora (es. immergendo fragole all’interno di una soluzione zuccherina ad alta concentrazione) si riesce a togliere il 30-35% di acqua dal prodotto. Non avendo impiegato calore, ma semplicemente una soluzione osmotica a temperatura ambiente, la fragola è molto simile, da un punto di vista strutturale di consistenza e di sapore, al fresco (ho un fresco che dura più a lungo). Questi prodotti vengono utilizzati in prodotti come lo yogurt.

Surgelati e deidrosurgelati

In fase di congelamento o surgelazione se non si ha un processo efficiente, in termini di velocità di surgelazione, si ottiene un effetto che favorisce il congelamento dell’acqua e l’accrescimento dei cristalli di ghiaccio. Se invece il processo di congelamento è veloce, si favorisce la nucleazione e se un cristallo di ghiaccio aumenta molto va a rompere le pareti cellulari provocando lesioni sul tessuto. I prodotti deidrosurgelati sono prodotti che vengono parzialmente disidratati per ridurre il contenuto in acqua e per limitare i danni da congelamento.