Appunti di Sanitizzazione

Sanitizzazione alimentare in Olanda

Qui in Olanda c'è un uso molto importante delle radiazioni, nonché molto generalizzato (addirittura anche sulle gomme alimentari). Sono, infatti, i maggiori consumatori di alimenti trattati con le radiazioni in Europa e i principali sono: legumi, frutta e verdura secca, gamberi, albume d'uovo, fiocchi di cereali, gomma arabica, cosce di rana, pollame.

Parliamo adesso di un altro sistema di sanitizzazione, sempre di tipo atermico: le Alte Pressioni (HPP).

Anche questo sistema non è recente. Viene definito "emergente", ma ha alle spalle anni e anni di ricerca. Lo si utilizza in genere per l'eliminazione di funghi, batteri, microrganismi e, se possibile, anche di enzimi degradativi dell'alimento.

Si basa sul principio di Pascal il quale afferma che se esercitiamo una pressione su un liquido incomprimibile, questa si distribuisce uniformemente in tutte le direzioni e con la stessa intensità su tutti i punti.

del liquido (pressione isostatica). Se all'interno del liquido sottoposto a pressione isostatica poniamo un corpo solido (pezzi di piselli, carote, etc.), quella stessa pressione si distribuisce uniformemente anche sulla superficie del nostro alimento. Questo trattamento viene applicato per la sanitizzazione di molti alimenti anche perché i danni arrecati all'alimento stesso (in termini di aspetti sensoriali e nutrizionali) sono abbastanza contenuti, infatti risulta essere meno dannoso dei sistemi di sterilizzazione e pastorizzazione di tipo classico.

UN PO' DI STORIA

Questo sistema fu scoperto verso la fine del 1800 e la prima applicazione avvenne sul latte. Vedremo che, in realtà, proprio il latte non è adatto ad un trattamento del genere, perché subisce delle gelificazioni all'interno, quindi possiamo dire che la prima vera applicazione venne fatta agli inizi del 1900 sui succhi di frutta.

Questo sistema viene effettuato attualmente per due

motivi:

• I succhi di frutta (e i prodotti acidi) già di per sé fanno una selezione dei microrganismi a causa del loro pH abbastanza basso;
• Enzimi come le polifenolossidasi, etc. vengono mantenuti sotto controllo.

I primi prodotti messi in commercio con questo trattamento furono in Giappone nel 1990. Da questo periodo in avanti partirono molte ricerche su questo trattamento in tutto il mondo. Il Giappone da questo punto di vista è molto avanzato, ma anche in Italia ci sono diverse strutture che utilizzano le alte pressioni per la sanitizzazione. Addirittura, all'università di Salerno c'è un impianto di sanitizzazione che utilizza le alte pressioni. Un altro impianto del genere si trova a Parma ed è la Stazione Sperimentale delle Conserve e un altro lo teneva anche la Barilla, ma lo tolsero perché non furono ritenuti convenienti. Molti impianti di questo tipo li possiamo trovare nei paesi dell'est, specialmente per quanto riguarda la conservazione degli alimenti.

Riguarda la sanitizzazione di zuppe ed altro. Da questa immagine sottostante abbiamo uno schema di impianto dove è possibile vedere come la pressione viene esercitata nella camera di trattamento:

Le unità di misura prevalentemente utilizzate sono il Pascal, generalmente espresso in MegaPascal (MPa). Per renderci conto di cosa sia un Mpa basta pensare che: 1 MPa = 10 bar = 10 atm.

Chiaramente la camera di trattamento deve avere uno spessore molto elevato per poter resistere a migliaia di atmosfere, infatti le pressioni adoperate nelle camere in genere sono tra i 3000/10000 bar.

Il prodotto sottoposto alle alte pressioni è confezionato in imballaggi deformabili. Non è importante che tutto l'imballaggio sia deformabile, ma almeno una parte deve essere deformabile se sottoposta all'azione della pressione. Ad esempio, si possono usare dei contenitori in vetro, ma il tappo deve essere deformabile.

Cosa possiamo ottenere con dei trattamenti HPP?

• Si possono

durata di conservazione. Tuttavia, è importante sottolineare che l'utilizzo delle alte pressioni come metodo di conservazione degli alimenti presenta alcune limitazioni e considerazioni da tenere in considerazione: - Le alte pressioni possono influenzare negativamente il sapore, la consistenza e il colore degli alimenti. Ad esempio, la carne sottoposta ad alte pressioni può diventare più tenera, ma anche più scura. - Alcuni nutrienti sensibili al calore, come le vitamine, possono essere danneggiati o persi durante il processo di pressurizzazione. - Non tutti gli alimenti sono adatti per essere sottoposti alle alte pressioni. Alcuni alimenti, come quelli ad alto contenuto di grassi o con una struttura complessa, potrebbero non rispondere bene al trattamento e subire alterazioni indesiderate. - È necessario prestare attenzione alle condizioni di conservazione dopo il trattamento ad alte pressioni. Gli alimenti trattati devono essere conservati correttamente per evitare la proliferazione di microrganismi indesiderati. In conclusione, l'utilizzo delle alte pressioni come metodo di conservazione degli alimenti può offrire diversi vantaggi, ma è importante valutare attentamente le caratteristiche dell'alimento e le condizioni di trattamento per ottenere i migliori risultati.

shelf life. Gli alimenti trattati con questo sistema possono essere refrigerati o meno, cioè la refrigerazione non è sempre necessaria alla conservazione del prodotto. Ricordiamo che refrigerare significa mettere l'alimento in condizione di non superare i 6-7°C. Questo è importante perché i prodotti pastorizzati col calore necessitano di una conservazione con refrigerazione per garantire una buona shelf life e questo comporta dei costi! La possibilità di conservare dei prodotti sanitizzati/stabilizzati senza la necessità di farlo in condizioni particolari è molto positivo dal punto di vista economico.

Le alte pressioni modificano l'aspetto sensoriale dell'alimento. Le alte e spesso ci sono delle modifiche sensoriali anche importanti! Per questo è bene fare sempre attenzione a quale alimento stiamo trattando e sotto quali pressioni per capire se conviene o meno.

La cosa importante, alla fine, è sapere che esistono delle

Alternative atermiche ai trattamenti termici visti all'inizio in maniera tale da poter scegliere il trattamento più conveniente per il nostro alimento. Infatti, i trattamenti termici comunque provocano dei danni più o meno importanti all'alimento per quanto riguarda l'aspetto sensoriale e vitaminico (cioè ai componenti termolabili) ed è utile conoscere delle alternative.

Come portiamo un alimento alle alte pressioni?

Sappiamo che almeno una parte del confezionamento deve essere deformabile, quindi possiamo usare materiale plastico. Anche i prodotti che intendiamo sottoporre al trattamento devono essere elastici come il pesce, una fetta di carne, etc.

I sistemi attualmente utilizzati sono di tipo discontinuo. Abbiamo delle camere cilindriche nelle quali c'è dell'acqua o una miscela oleosa, che hanno la capacità di trasmettere la pressione in modo isostatico. La pressione viene creata da un circuito

meccanico-idraulico. L'altra cosa da ricordare è che si ha un incremento della temperatura durante il trattamento. Questo dipende dalla quantità di pressione applicata e dura solo nel lasso di tempo del trattamento.

EFFETTI SUI LEGAMI CHIMICI

Effettuiamo questi trattamenti sugli alimenti, ma chiaramente abbiamo anche degli effetti sui legami chimici dei composti del nostro prodotto.

Sappiamo che non tutti i legami chimici hanno la stessa sensibilità nei confronti della pressione:

• I legami di tipo covalente sono molto stabili;
• I legami a ponte di idrogeno, a ponte di disolfuro e i legami ionici, invece, sono sensibili alla pressione.

Se vengono ad essere rotti i legami sensibili alla pressione, significa che delle molecole complesse vengono ad essere rotte e si formano dei composti più piccoli.

Quali sono, dunque, i composti che resistono e quelli che subiscono delle modifiche?

Proteine e carboidrati complessi possono subire delle rotture e quindi ci

riferiamo a peptidi, amminoacidi, zuccheri semplici e composti gelatinosi (con la denaturazione delle proteine). Più sono complessi e più ci possono essere danni. Nel caso dei carboidrati la gelificazione degli amidi è una cosa vantaggiosa, perché ci rende gli amidi più facili da digerire. L'effetto sulle piccole molecole e sulle vitamine è abbastanza ridotto. Ciò significa che anche le vitamine termolabili non subiscono grossi danni con l'utilizzo delle pressioni e quindi questo è un sistema che può salvaguardare l'apporto vitaminico di un alimento. Ricordando il principio di Le Chatelier, che dice: "Applicando una pressione ad un sistema in equilibrio, saranno favorite quelle reazioni che portano ad una riduzione di volume, per limitare al minimo indispensabile gli effetti della pressione e ostacolare quelle che portano ad un incremento di volume". Questo principio come viene messo in funzione di questi.

trattamenti? In pratica accade che tutte le transazioni di fase, la denaturazione delle proteine, la gelificazione dei carboidrati, etc. vengono ad essere favorite dall'aumento della pressione. Tutto ciò che porta ad una diminuzione di volume viene favorito. Da questo principio si evince che anche le disattivazioni dei microrganismi vengono ad essere favorite. Questo perché vengono ad essere favorite le reazioni di denaturazione delle proteine e degli enzimi che costituiscono il microrganismo, quindi possiamo causare dei danni diretti ai processi di replicazione e trascrizione del DNA cellulare. Sappiamo che il DNA è costituito da proteine, quindi se provociamo la denaturazione delle proteine e degli enzimi, evitiamo che ci possa essere la trascrizione e replicazione del DNA. Viene effettuato anche un altro danno diretto ai microrganismi, perché siccome vengono favorite tutte le reazioni che danno una diminuzione del volume, allora lo sarà anche.

La solidificazione delle componenti fosfolipidiche (reazione di transizione di fase) della membrana cellulare! Ciò provocherà la rottura della membrana, e come ben sappiamo questo tipo di danno non permette alla cellula di continuare a funzionare!

EFFETTI SUI MICRORGANISMI

Considerando gli effetti delle HPP sui microrganismi, abbiamo una serie di fenomeni:

• Schiacciamento degli strati di membrana cellulare;
• La deformazione della parete, perché abbiamo detto che tra le reazioni di transizione di fase abbiamo la solidificazione dei fosfolipidi;
• Denaturazione degli enzimi di membrana. (Ricordiamo che gli enzimi sono delle proteine);
• Denaturazione delle proteine e degli enzimi che sono nella nostra cellula.

Dunque, risulta chiaro che abbiamo dei danni alla cellula microbica molto importanti! Questi comportano il non poter scambiare con l'esterno, il non poter effettuare delle reazioni di tipo metabolico e quindi ci sarà la morte della cellula.

Abbiamo in sostanza diversi meccanismi che comportano una lisi cellulare microbica e l'eliminazione dei microrganismi dannosi per l'organismo ospite. La lisi cellulare può avvenire attraverso diversi processi, tra cui: 1. Fagocitosi: le cellule del sistema immunitario, come i macrofagi e i neutrofili, inglobano i microrganismi attraverso un processo chiamato fagocitosi. Una volta inglobati, i microrganismi vengono degradati all'interno dei fagociti attraverso l'azione di enzimi digestivi. 2. Citotossicità mediata da anticorpi: gli anticorpi prodotti dal sistema immunitario possono legarsi ai microrganismi e attivare il sistema del complemento. Il sistema del complemento è una serie di proteine che possono formare un complesso di attacco alla membrana sulla superficie dei microrganismi, causando la lisi cellulare. 3. Citotossicità mediata da cellule killer: alcune cellule del sistema immunitario, come le cellule natural killer, possono riconoscere e uccidere direttamente i microrganismi. Queste cellule rilasciano sostanze tossiche, come perforine e granzimi, che causano la lisi cellulare dei microrganismi. 4. Produzione di sostanze antimicrobiche: alcune cellule del sistema immunitario, come i linfociti T, possono produrre sostanze antimicrobiche come le citochine. Queste sostanze possono danneggiare la membrana cellulare dei microrganismi e causare la loro lisi. In conclusione, il sistema immunitario dispone di diversi meccanismi per eliminare i microrganismi dannosi attraverso la lisi cellulare. Questi meccanismi sono fondamentali per proteggere l'organismo ospite dalle infezioni.