Tecnologie alimentari

METODI FISICI DI CONSERVAZIONE

-tramite calore ho 1) stabilizzazione microbica/enzimatica (blanching, pastorizzazione, sterilizzazione, essiccamento),

2) trasformazione caratteristiche qualitative (cottura, tostatura), 3) separazione componenti volatili (distillazione)

1) uso grafico con CURVA DI MORTE MICROBICA dove ho parametri dell’efficacia del trattamento: D-value (tempo di

riduzione decimale, tempo utile per uccidere 90% dei microrganismi), Z-value (aumento di T° utile per ridurre il valore D

di 10 volte), F-value o TDT (tempo di morte termica o inattivazione di cellule microbiche in sospensione)

BLANCHING (scottatura): per ortaggi, trattamento termico rapido a T° 70-105 C° mantenuto per un certo Dt 1-10 min

Dopo si fa un raffreddamento rapido per evitare che tessuto vegetale non cuocia troppo (=perdita vitamine). Obbiettivo

principale è inattivare enzimi naturali/endogeni. È pre-trattamento da fare perché congelamento o disidratazione non

bastano per distruggere enzimi. PRO: preserva gusto colore e texture, ripulisce superfici da batteri/muffe, ritarda

perdita vitamine, brillantezza colore, ammorbidisce ortaggi cosi facili da confezionare

FATTORI CHE INFLUISCONO: tipo di frutta/verdura, dimensione/forma dei vegetali, temperatura e modalità di blanching,

coefficiente di trasferimento termico convettivo, conducibilità termica alimento… ogni vegetale ha temperatura/tempo

di blanching proprio.

METODI: 1) STEAM BLANCHING: trattamento termico molto veloce 30-90 sec. Riduce perdita componenti vegetale e

preserva maggiori nutrienti. Attraverso steam blancher prodotto passa in pre-riscaldamento, blanching cross-flow e poi

raffreddato con spruzzo di aria/acqua fredda. Con IQB riesco ad avere riscaldamento uniforme, due fasi: alimento

riscaldato a singolo strato con T° alta poi alimento tenuto per un certo tempo così la temperatura si uniforma anche

negli strati più interni, poi c’è la fase di raffreddamento. 2)HOT WATER BLANCHING: immersione in acqua calda 70-100

C° per 1-5 min, forma cilindrica, l’alimento passa in zona calda(immersione) con acqua che si muove per un certo tempo

poi trasferito in zona raffreddamento.

Posso determinare efficienza blanching valutando l’attività delle PEROSSIDASI (enzimi più forti) resistenti a calore, sono

ossidoriduttori e catalizzano reazioni biologiche.

PASTORIZZAZIONE: (1862, Louis Pasteur) trattamento termico blando (T<=100 C°) per distruggere microrganismi

patogeni e forme vegetative dei microrganismi di alterazione e inattivare enzimi termosensibili ma anche come

sicurezza igienico-sanitaria, le proprietà sensoriali/nutrizionali variano di poco e non c’è grande danno termico. In

alimenti poco acidi (ph>4,5 , latte) si minimizza l’attacco dei patogeni e quindi si aumenta data scadenza di alcuni giorni,

invece per alimenti acidi (ph<4,5, succo frutta) ho protezione dal pH e quindi aumento data scadenza di molti mesi

grazie a distruzione muffe/lieviti.

METODI: 1) PASTORIZZAZIONE BASSA o LTH: T= 60-65 C° per 30 min (vino, birra, latte per fermentazione)

2) PASTORIZZAZIONE RAPIDA o HTST: T=75-85 C° per 15-20 sec (alimenti liquidi/semi-liquidi in scambiatori di calore)

+ rapido raffreddamento del prodotto per limitare sviluppo microrganismi o danno termico

Si può effettuare su prodotto solido/liquido in CONTENITORI: -continui (sistemi a tunnel con trasporto automatico, se

vario velocità/lunghezza rullo allora varia tempo di pastorizzazione), -discontinui (operazione di carico/scarico manuali o

automatiche in bagni aperti dove scatolame viene immerso in T non >100 C)

o su prodotto liquido SFUSO che viene poi confezionato con sterilizzazione caldo/freddo: -scambiatore di calore

SCAMBIATORI DI CALORE: macchina che permette scambio termico tra fluidi a T diverse (fluido di processo e fluido di

servizio che cede calore a quello di processo per aumentare la T) di solito separati da divisorio metallico che impedisce

contatto chimico e quindi senza contatto le pressioni possono essere molto diverse; il flusso dei fluidi può essere in

EQUICORRENTE o CONTROCORRENTE.

TIPOLOGIE: 1) TUBO-IN-TUBO: facile da pulire, tubo interno in acciaio inox con fluido di processo e intorno camicia

esterna (secondo tubo) in acciaio inox con fluido di servizio. In EQUICORRENTE: T fluido di processo < T fluido di servizio,

in ingresso c’è flusso termico variabile quindi calore non viene scambiato in modo uniforme finche in uscita cessa

trasferimento calore tra i fluidi. In CONTROCORRENTE: varia il flusso del fluido di servizio (tubo esterno) che diventa

opposto al flusso del fluido di processo; se devo scaldare fluido freddo velocemente uso equicorrente e in impianti

grandi si mette in equicorrente il primo e in controcorrente tutti gli altri. 2) A FASCIO TUBIERO: una volta perché grande

superficie per scambio calore e lavorano con pressione alta ma ora usati come radiatori, evaporatori e condensatori.

Composto da tanti tubi e mantello cilindrico che li contiene, scambio termico tra i due fluidi che scorrono uno dentro i

tubi e uno fuori ma dentro il mantello; ci sono diaframmi perpendicolari all’asse del mantello per migliorare scambio.

3) A SUPERFICIE RASCHIATA: sistemi di raschiamento che tolgono materiale accumulato su pareti interne del tubo e

permettono rapidità per trasferire calore; 4) A PIASTRE: usato per bevande alimentari e latte, serie di piastre adiacenti in

un telaio fatte di acciaio inox, tra una piastra e l’altra canale dove scorrono i fluidi (piastra a contatto da un lato con

fluido caldo e dall’altro lato con fluido freddo), calore scambiato per convezione e conduzione attraverso la piastra (DT

energia motrice), direzione flusso equi/controcorrente, più piastre=più superficie di scambio, poca energia usata. Le

piastre hanno rilievi o scanalature per aumentare turbolenza, guarnizioni in gomma per evitare mescolamento liquidi.

LMTD (differenza media logaritmica di temperatura): differenza di temperatura media tra i due fluidi lungo intero

scambiatore di calore. Con flusso controcorrente il valore lmtd è maggiore di quello per il flusso in co-corrente, se lmtd

elevato allora devo mettere meno piastre, controcorrente più usato.

STERILIZZAZIONE CON CALORE: da Nicolas Appert nel 1802 cca., trattamenti a T>100 °C applicati a prodotti da

conservare a Tambiente, in scatole/vasi/buste sotto vuoto, con bassa acidità e attività dell’acqua alta (clostridium

botulinum spora più temuta, almeno 121 °C per ucciderla in breve tempo), alimenti riscaldati ad alte T e per lungo

tempo per eliminare microbi e attività enzimatiche, aumenta scadenza oltre 6 mesi a Tambiente.

PRINCIPIO 12-D: parametro che indica il tempo necessario per ridurre di 12 unità logaritmiche tutte le spore

METODI: 1) classica o APPERTIZZAZIONE a 100-120 °C per 20 min, alimenti inscatolati in autoclave. PROCEDIMENTO:

fase 1-riscaldamento in cui la T del prodotto viene portata fino a T sterilizzante, fase 2-mantenimento dove la T

raggiunta viene mantenuta per un determinato tempo, fase 3-raffreddamento tramite introduzione acqua fredda. La

durata del procedimento dipende da stato fisico alimento, misure contenitore, acidità alimento, velocità penetrazione

calore nell’ alimento, resistenza al calore degli enzimi. AUTOCLAVI: alta pressione quindi T elevata in ambiente umido

per periodo tempo prolungato, l’acqua fatta bollire in pressione (aria rimossa da camera di sterilizzazione) e crea vapore

saturo che condensa su confezione (la riscalda), di solito 20 min a 121 °C a 1 bar o 134 °C a 2 bar;

2) UHT INDIRETTO a 140-150 °C per pochi sec, alimenti sfusi in scambiatori di calore (trattamento HTST).

PROCEDIMENTO: alimento non è in contatto con vapore ma separato da superfici di contatto, usati scambiatori a piatti,

tubolari o superfici raschiate

3) UHT DIRETTO o UPERIZZAZIONE a 140-150 °C per pochi sec, alimenti sfusi con iniezione vapore surriscaldato nel

prodotto sfuso (trattamento HTST). PROCEDIMENTO: prodotto a diretto contatto con vapore, alimento mantenuto a T

elevate per poco tempo (ottimo per latte). Avviene per INIEZIONE DIRETTA dove vapore sotto pressione (max 9 bar) è

iniettato e si mescola con liquido innalzandone la sua T, dopo viene raffreddato e rimossi vapori condensati/volatili

(usato per liquidi a bassa volatilità, possibili danni al sapore); o per INFUSIONE DIRETTA dove il liquido viene spruzzato in

da ugello in vasca pressurizzata con vapore, qui riscaldato a 142-146 °C in 0,3 sec mantenuto per 3 sec e poi raffreddato

a 65-70 °C, alimento abbracciato dal vapore

In generale UHT è metodo che sterilizza l’alimento prima di inscatolarlo in un contenitore pre-sterilizzato in

ambiente sterile (asettico), di solito a 135-150 °C con diversi tempi di mantenimento. PRO: elevata qualità in relazione a

microrganismi (riduzione tempo processo perché alte T), aumento scadenza >6 mesi, non importa misura contenitore,

confezionamento meno costose. CONS: sterilità tra processo e packaging asettico, forme strane difficili da gestire, molta

attrezzatura, mantenimento qualità prodotto

PROCESSO ASETTICO: prodotto/confezione/ambiente sono sterili, tecnica che permette a un prodotto di mantenere

scadenza senza essere refrigerato. Tutto avviene in condizioni asettiche con sterilizzazione alimento e imballaggio

separati, più usati sono buste flessibili, contenitori in cartoncino poliaccoppiato e bottiglie di plastica. Nel 1950 creati

contenitori flessibili di materia plastica con materia cellulosa o polimeri di sintesi per sostituire il vetro.

Il TETRAPAK (prima tetraclassic e poi tetra brik per la forma rettangolare) è formato da 6 fogli diversi: 1-polietilene

(protegge da umidità esterna), 2-cartone (da stabilità e consistenza), 3- polietilene (strato adesivo), 4- alluminio

(barriera ossigeno, luce, sapore ), 5- polietilene (strato adesivo), 6- polietilene (sigillo nei liquidi); in base a come riempio

e forma ho contenitori -DA BOBINA: materiale già stampato e cordonato a tetraedro/parallelepipedo o -PREFORMATI:

strutture più rigide e pesanti, con formazione di astuccio preincollato. Contenitore prima di riempimento sono

sterilizzati con bagno di perossido di idrogeno riscaldato a 70 C° per 6 sec (eliminato con rulli a pressione o aria calda) e

macchinari sterilizzati con aria calda e vapore o perossido di idrogeno.

DISIDRATAZIONE CON CALORE (o ESSICCAMENTO): applicazione di calore in condizione controllata per rimuovere

maggior parte dell’acqua nell’alimento con l’evaporazione (o sublimazione) per aumentare la scadenza tramite

riduzione attività acqua e quindi inibizione crescita microbica.

METODI: 1) EVAPORAZIONE: usato per produrre liquido più concentrato (5-72%) in base a viscosità, si verifica al

punto di ebollizione dell’acqua, sistema di evaporazione con scambiatore (riscalda prodotto), separatore (separa liquido

concentrato da vapore) e condensatore (condensa diretta/indiretta