Domande processi della tecnologia alimentare con elementi di packaging parte 1 e 2 Processi

PROCESSI DOMANDE RIFATTE

1. ATTENZIONE Per motivi pratici qui NON SONO INSERITI SOLO i flow sheet che

devono essere studiati e saputi ciascuno di ogni prodotto in maniera approfondita in

quanto una domanda verte sempre su uno o due di loro (sapere sia i passaggi che i

macchinari come funzionano e le condizioni operative) !!! IL RESTO DELLE DOMANDE

FREQUENTI E’ PRESENTE! Alla fine illustro CONSIGLI PERSONALI POST ESAME.

2.Illustra la tavola sinottica di classificazione dei processi alimentari.

Dal punto di vista concettuale, per processo alimentare s’intende l’insieme di

operazioni , di materiali e di attività nonché di controlli messi in atto per conservare

e/o trasformare le materie prime impiegate nell’industria per la realizzazione di

prodotti finiti destinati al consumo umano. Gli obiettivi quindi sono generare alimenti e

ingredienti nonché prolungarne la loro conservabilità. Sapendo che un prodotto

alimentare nello specifico non è altro che il risultato di una specifica sequenza

tecnologica alias processo applicato ad una specifica materia prima, si è arrivati nel

1990 a realizzare una tabella di classificazione dei processi, elaborata da Peri. La

tavola sinottica è a due dimensioni aventi materie prime e processi come coordinate e

dall’intersezione nascono una serie di prodotti specifici. Lungo le materie prime vi è

l’elenco tra carne, latte e derivati, cereali e derivati, pesce etc… mentre i processi

fanno distinzione tra quelli di conservazione da quelli di trasformazione. Tra i primi si

annoverano la conservazione a breve termine che allude ad una semplice

refrigerazione o pastorizzazione , e la conservazione a lungo termine che allude a

trattamenti più intensi che spesso modificano drasticamente alcuni aspetti specie

nutrizionali dell’alimento come la sterilizzazione, la disidratazione, l’essiccamento

etc… D’altra parte vi sono i processi di trasformazione che si dividono in 3 categorie,

per frazionamento meccanico o fisico, qui vi rientra l’ottenimento di ingredienti come

l’olio o lo zucchero. Segue la trasformazione per combinazione dove si riuniscono

materie prime come per la realizzazione della pasta o del gelato. Per finire vi è la

trasformazione per via chimica, biologica o microbiologica in cui ad agire sono MO,

enzimi o reazioni chimiche particolari che consentono l’ottenimento di vari prodotti

come vino, birra , formaggio e molti altri ancora.

3/5.Descrivi l’evoluzione delle strategie di controllo di processo./ descrivi le strategie di

controllo PAT.

Analizzare un processo alimentare significa avere la possibilità di apportare migliorie e

tenere sotto controllo molti aspetti ed elementi che influenzano la qualità finale del

prodotto alimentare destinato al commercio. In altre parole significa esercitare

controllo sulle materie prime, sulla sequenza delle operazioni che si svolgono (flow-

sheet), sulle condizioni operative , sugli impianti, sui flussi di materiali e persone e

sulle strutture… Tutti questi aspetti sono altresì identificati in termini specifici di

settore come fattori critici di controllo. L’esercitare controllo su tali aspetti in maniera

corretta garantisce l’ottenimento di una qualità costante nel tempo lungo il processo.

Esistono varie tipologie di controlli. Si parte dal controllo finale che si concentra

essenzialmente su analisi che verificano la qualità del prodotto al termine della sua

fabbricazione. Tale metodo non fornisce tuttavia un efficiente assicurazione della

qualità dei prodotti per una serie di ragioni, dalla difficoltà nel ottenere un campione

rappresentativo , alle tempistiche e risorse etc… Si passa così al controllo statistico

che comprende un controllo della qualità lungo il processo di produzione e un controllo

sui materiali in ingresso ricevuti da fornitori esterni. Questo tipo di controllo in ingresso

è molto dispendioso in termini di tempo e di denaro visto che prevede l’analisi di ogni

singolo lotto che giunge in azienda, per questo motivo spesso le aziende optano per

progettare test da condurre in base ad uno storico dati aziendali , all’affidabilità del

fornitore ed altri aspetti. Ovviamente allo stesso tempo questo controllo statistico

pianifica la qualità durante lo svolgimento del processo includendo i piani di ispezione

possibili e le aree in cui eseguire azioni correttive. Segue poi per concludere

l’evoluzione finale dei controlli rappresentata dal PAT (Process analytical technology)

che prevede il monitoraggio in tempo reale del processo attraverso la misurazione

continua e costante dei parametri qualitativi strategici.

Il PAT inizia con un’analisi critica del processo al fine di individuare i parametri che

possono essere controllati. Segue una stesura e comprensione degli effetti sul

campionamento tra la dinamicità del processo e le tecniche analitiche impiegate

(conoscenza di incertezze di misura, frequenza misura, tempo, campionamenti

successivi etc..), si sceglie poi uno strumento analitico per le misurazioni (definite in

linea o sulla linea ) e si analizzano infine i dati ottenuti . Il PAT prevede così

l’introduzione di un sistema di controllo ovvero un dispositivo che scambia

informazioni e azioni col processo per modificarne il comportamento qualora sia

rilevata la presenza di un errore senza o con ridotto intervento umano. Infatti è grazie

all’introduzione di un sistema di controllo efficacie ed efficiente che si è potuto

giungere alla realizzazione di processi di produzione automatizzati.

4.Spiega le diverse fasi dell’approccio Qbd.

Il Qbd è definito come un approccio sistematico allo sviluppo di un prodotto basato su

principi scientifici e sulla gestione del rischio e che partendo da obiettivi predefiniti

enfatizza il controllo del processo. Lo scopo quindi del Quality by design è progettare

un prodotto di qualità e il suo processo produttivo per fornire la performance

desiderata del prodotto. Per farlo quindi è necessario avere un’ottima conoscenza del

processo, avere un feed-back in tempo reale quindi applicare ad esempio un controllo

come il PAT e garantire un continuo miglioramento. Il qbd si articola attraverso una

successione precisa di fasi. Si parte con l’identificazione delle caratteristiche del

prodotto che ne definiscono la qualità , nonché si identificano le caratteristiche delle

materie prime che influenzano le caratteristiche del prodotto e si individuano i

parametri di processo che influenzano sempre le caratteristiche di prodotto. Segue un

applicazione di tecniche di gestione del rischio per individuare le relazioni tra

caratteristiche di prodotto e di materie prime e parametri di processo. In questo modo

si passa alla progettazione e implementazione di una strategia di controllo che

consente un monitoraggio continuo e un aggiornamento del processo qualora siano

presenti errori al fine di assicurare un qualità riproducibile in automatico senza

approvazioni ulteriori.

6.Descrivi le principali cause di deterioramento negli alimenti e i relativi fattori di

controllo.

Col termine alimento s’intende quella categoria di prodotti destinati al consumo

umano in totale sicurezza sia in termini qualitativi del prodotto sia per la salute del

consumatore. Gli alimenti possiedono una determinata conservabilità che è

influenzata da vari fattori, a partire dai trattamenti impiegati per realizzarli e dalle

caratteristiche chimico-fisiche. Ciò significa che gli alimenti possono andare incontro a

varie forme di deterioramento nel corso del tempo. Il deterioramento avviene

generalmente su prestazioni sensoriali, sul valore nutrizionale o sulla sicurezza

igienica/tossicologica e avviene per effetto o di fattori chimici, o fisici o biologici o

combinati tra loro in varie modalità. Malgrado ciò esistono una moltitudine di fattori

specifici che incidono negativamente causando un deterioramento accentuato come il

calore, l’umidità, la luce, le radiazioni elettromagnetiche, l’ossigeno piuttosto che

enzimi, MO o parassiti. In genere le modificazioni che modificano questi aspetti

dell’alimento derivano da un effetto combinato di vari fenomeni le cui cinetiche ovvero

le velocità di sviluppo sono influenzate dalla temperatura e la legge a sostegno di tale

affermazione è l’equazione di Arrhenius. Tra le modificazioni chimiche più note

rientrano ad esempio reazioni chimiche come l’ossidazione o l’imbrunimento non

enzimatico … Tra le modifiche fisiche , la migrazione dell’acqua piuttosto che la

retrogradazione dell’amido etc… Tra i biologici vi sono imbrunimento enzimatico o

fenomeni idrolitici etc… Ad esempio prendendo il caso di un formaggio come il

taleggio, le alterazioni chimiche si avvertono con la comparsa di prodotti come

ammoniaca, AA liberi piuttosto che alterazioni sensoriali come variazione di colore,

sviluppo di aroma molto intenso e comparsa di muffe. Il deterioramento quindi

modifica texture, aspetto e flavour di un prodotto alimentare e può talvolta causare la

perdita di nutrienti come le vitamine. I fattori di controllo impiegati per tenere

sott’occhio questo deterioramento inevitabile talvolta, si dividono in due categorie. Da

una parte vi sono i fattori intrinseci come l’umidità, il pH, aw etc.. e dall’altra parte vi

sono fattori estrinseci come le condizioni di conservazione (dalla T alla luce, UR…)

piuttosto che le varie tecnologie di confezionamento o trattamenti tecnologici vari.

7.Spiega i principi della conservazione degli alimenti basato sulla Hurdle-Technology.

Gli alimenti possiedono una shelf-life ovvero una vita commerciale più o meno ridotta

a seconda del trattamento che subiscono e dalle condizioni in cui sono posti durante e

dopo il processo. La Hurdle-Technology è un termine che fa riferimento al trattamento

di stabilizzazione attraverso interventi combinati dove ogni intervento rappresenta un

ostacolo che l’agente alterante deve superare. Il fatto che tali interventi siano

combinati tra loro è essenziale in quanto consente di minimizzare i possibili danni

provocati da ciascuno di essi sulla qualità del prodotto garantendo così

contemporaneamente la massima efficacia di conservazione. In generale l’efficacia

della combinazione degli interventi dipende dalla contaminazione microbica iniziale

dell’alimento e dalla sua composizione in termini chimico-fisici. In questa maniera è

possibile soddisfare l’esigenza di ottenere una shelf-life idonea al prodotto considerato.

8.Descrivi l’importanza della catena a freddo e illustra i fattori importanti da

considerare.

Una delle tecniche più utilizzate nell’industria alimentare per raggiungere una

conservazione a breve termine è sicuramente la catena del freddo. Tale terminologia

fa riferimento a quell’insieme di attività e attrezzature che riguardano il trasporto, la

conservazione e la vendita di alimenti refrigerati, surgelati o congelati. L’obiettivo

della catena del freddo è impedire che si verifichino danni alla salute del consumatore

e minimizzare l’eventuale perdita di qualità dovuta alla tecnologia impiegata che sia

essa di surgelazione, congelamento o refrigerazione. Uno dei fattori importanti da

considerare tuttavia è l’abuso di T che si può verificare con un mancato controllo di

questo parametro fondamentale per la catena del freddo. Infatti un aumento

spropositato della T di conservazione nel tempo causa problematiche in termini di

sicurezza e problematiche sensoriali e nutrizionali. Ad esempio in un prodotto come il

gelato si può avvertire la presenza di cristalli di ghiaccio piuttosto che i vegetali

surgelati uniti in blocchi o la comparsa di odori o gusti anomali. Queste fluttuazioni è

stato registrato che spesso di verificano a livello delle operazioni di trasferimento dai

magazzini frigoriferi fino al trasporto nella grande distribuzione e fino al trasporto a

casa. Per questo è essenziale controllare la T sia durante il processo di produzione ,

difatti viene considerata come CCP di un piano HACCP, sia durante la distribuzione

dove si cerca attraverso appositi strumenti di verificare e monitorare che essa si

mantenga costante rispetto all’ambiente in cui si trova il prodotto e sia durante

l’esposizione dove un’errata sistemazione dei prodotti nei banconi e un’insufficiente

manutenzione degli impianti di refrigerazione possono causare innalzamenti

spropositati.

9.Descrivi la fisiologia post-raccolta degli ortofrutticoli e gli effetti della T, della

concentrazione di etilene e dell’umidità sulla conservabilità di questi prodotti.

I prodotti ortofrutticoli in base alla tecnologia conservativa possono essere distinti in 5

categorie: gli ortofrutticoli di I gamma che comprendono i vegetali freschi che ricevono

una ridotta attività di condizionamento, di solito una semplice refrigerazione e che

vengono venduti sfusi nei banconi. I prodotti di II gamma comprendono conserve e

semiconserve. I prodotti di III gamma sono ortofrutticoli surgelati, quelli di IV sono i

cosiddetti prodotti freschi,lavati tagliati e pronti all’uso come ad esempio le insalate in

busta e per finire i prodotti di V gamma che sono i precotti. Generalmente la vita degli

ortofrutticoli può essere suddivisa in 3 principali stadi fisiologici: la fase iniziale di

crescita in cui si verifica una divisione e distensione cellulare, una seconda fase di

maturazione in cui s’innestano diverse attività metaboliche e per concludere una terza

fase di senescenza, nota per dare inizio a processi catabolici come il Ripening

costituito da respirazione o produzione di etilene. Generalmente tra le attività

metaboliche post-raccolta possibili ve ne sono 3 di rilevanza, da una parte la

respirazione. Se l’ambiente è ricco di ossigeno, substrati organici complessi ricchi di

energia come zuccheri possono andare incontro a reazioni chimiche di ossidazione

degradandosi a composti più semplici e soprattutto rilasciando acqua , co2 ed energia

impiegata poi dalla cellula per reazioni di sintesi. Se invece l’ambiente scarseggia di

ossigeno allora si passa alla produzione di etilene che è un composto tossico in questo

caso per i tessuti in quanto produce etanolo e si manifesta attraverso un sapore amaro

nel vegetale. D’altra parte vi è la traspirazione che invece prevede una semplice

perdita di acqua allo stato di vapore. La concentrazione di etilene incide molto sulla

conservabilità in quanto la sua presenza massiccia abbassa lo stimolo dell’attività

metabolica e questo si traduce con una minor attività biologica del vegetale che

pertanto si conserva più a lungo. Ciò spiegherebbe il perché i vegetali vengono

conservati in atmosfera protettiva. La temperatura è un altro fattore molto incisivo ,

specie per la respirazione tenendo presente che essa implica numerose reazioni

catalizzate da enzimi la cui velocità dipende direttamente dall’incremento o

decremento della T stessa. Si stima che ogni 10°C di aumento o diminuzione , la

velocità di azione aumento o diminuisce di un fattore compreso tra i 1,8 e 3.

Generalmente le alte T possono segnare la presenza di anomalie e perdita di pigmenti

nonché di componenti essenziali, le basse T invece coadiuvano la riduzione del

metabolismo respiratorio (i processi vitali )ovvero aumentano la produzione di etilene

e quindi aumentano la shelf-life del prodotto. Tuttavia le basse T devono essere

controllate in quanto nel tempo possono causare danni da freddo come lesioni

superficiali, imbrunimenti, maturazioni incomplete e modifiche sensoriali etc…

per quanto riguarda l’ultimo fattore, l’umidità, essa è correlata alla traspirazione, la

sua attività è inversamente proporzionale alla presenza di acqua. La forte presenza di

umidità implica un intensa attività metabolica alias respiratoria.

10.Spiega le principali cause di deterioramento dei prodotti di IV gamma e i relativi

fattori di controllo.

I prodotti di IV come le insalate in busta sono ortofrutticoli freschi, lavati tagliati e

pronti all’uso e rappresentano sotto molti aspetti l’innovazione e un traguardo

importante per il settore alimentare degli ortofrutticoli. Malgrado ciò la conservabilità

di tali prodotti è soggetta ad un costante deterioramento per opera di una serie di

fattori. 4 nello specifico, la respirazione, la traspirazione, la produzione di etilene e il

taglio. Ciò significa che sono prodotti caratterizzati da una shelf-life ridotta rispetto ai

corrispondenti freschi venduti sfusi. E’ quindi essenziale che siano trattati

correttamente evitando proliferazioni di MO e altre alterazioni. Il danneggiamento più

gravoso è quello operato sulla membrana della ce