Processi dell'industria alimentare

RACCOLTA DI APPUNTI DI PROCESSI

DELL’INDUSTRIA ALIMENTARE

a.a. 2009 -2010

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ACCOLTA DI APPUNTI DI PROCESSI DELL INDUSTRIA ALIMENTARE

Sommario

1. Il processo nel settore alimentare ................................................................................................ 4

1.1. Gli obiettivi ............................................................................................................................. 4

1.2. Operazioni di conservazione ................................................................................................. 5

1.2.1. Pastorizzazione .............................................................................................................. 5

1.2.2. Sterilizzazione/apertizzazione ....................................................................................... 6

1.2.3. Irraggiamento ................................................................................................................. 6

1.2.4. Refrigerazione ................................................................................................................ 6

1.2.5. Surgelazione e congelamento ....................................................................................... 6

1.2.6. Evaporazione ................................................................................................................. 7

1.2.7. Liofilizzazione ................................................................................................................. 7

1.2.8. Conclusioni ..................................................................................................................... 7

1.3. Principi del processo di conservazione ................................................................................. 7

1.3.1. Leggi di Bigelow ............................................................................................................. 8

1.3.2. Glucidi; imbrunimento non enzimatico......................................................................... 12

1.3.3. Imbrunimento enzimatico ............................................................................................. 14

Sostanze impiegate nell’industria alimentare

2. ............................................................................. 14

2.1. Additivo alimentare .............................................................................................................. 14

Funzioni dell’additivo

2.1.1. .................................................................................................... 15

2.1.2. Requisiti degli additivi intenzionali ............................................................................... 15

2.2. Tipi di contaminazione degli alimenti .................................................................................. 15

2.3. Sostanze aromatizzanti ....................................................................................................... 16

2.3.1. Aromatizzanti naturali e sostanza aromatizzanti naturali ............................................ 16

2.3.2. Sostanze aromatizzanti naturali-identiche ................................................................... 16

2.3.3. Sostanze aromatizzanti artificiali ................................................................................. 16

2.4. Classi di coadiuvanti artificiali ............................................................................................. 17

2.4.1. Solventi proposti dalla direttiva CEE nelle varie applicazioni ..................................... 17

2.4.2. Coadiuvanti per la realizzazione di bevande ............................................................... 17

2.5. Valutazioni sulla sicurezza delle molecole impiegate nel settore alimentare .................... 17

2.5.1. Importanza della sicurezza nel prodotto alimentare.................................................... 19

L’HACCP

3. ..................................................................................................................................... 21

3.1. Differenza norme ISO e HACCP ......................................................................................... 22

Il principio dell’HACCP

3.2. ........................................................................................................ 22

Effetti negativi a seguito della mancata applicazione dell’HACCP

3.2.1. ............................. 23

Le azioni dell’HACCP

3.2.2. ................................................................................................... 24

3.2.3. Procedure di applicazione nel CODEX alimentarius ................................................... 24

Procedura applicativa dell’HACCP

3.2.4. .............................................................................. 25

3.2.5. Variazione della qualità del rischio .............................................................................. 27

Valutazioni dell’efficienza del sistema

3.2.6. ......................................................................... 27

4. Contaminazione degli alimenti ................................................................................................... 28

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4.1. Effetti della contaminazione microbica sugli alimenti ......................................................... 28

4.2. Intossicazioni e infezioni alimentari..................................................................................... 29

Conseguenze della contaminazione dell’alimento..............................................................

4.3. 30

5. Conserve alimentai ..................................................................................................................... 33

5.1. Semiconserve ...................................................................................................................... 33

5.2. Conserve vegetali ................................................................................................................ 33

5.2.1. Operazioni unitarie a temperatura ambiente ............................................................... 34

L’industria conserviera

5.3. ........................................................................................................ 35

5.4. Conserve di pomodoro ........................................................................................................ 36

5.4.1. Produzioni di conserve vegetali ................................................................................... 37

5.4.2. Le Innovazioni nel settore del pomodoro .................................................................... 37

5.4.3. Processo di raccolta e trasformazione del pomodoro ................................................. 38

6. Conserve di Tonno ..................................................................................................................... 39

7. Convinience food ........................................................................................................................ 43

8. Alimenti funzionali ....................................................................................................................... 45

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1. Il processo nel settore alimentare

La tecnologia alimentare studia i processi di conservazione e di trasformazione dei prodotti

alimentari.

Le prime industre alimentari erano a carattere familiare distribuite nel paese.

L’industria più simile a quella alimentare è quella farmaceutica, ma la differenza sostanziale è che

non produce prodotti ad alto valore aggiunto.

nei paesi dell’Unione non c’è una vera e propria legislazione che

Attualmente Europea disciplina il

settore; come ad esempio nel settore del controllo dei materiali usati per gli impianti con il

potenziale rischio di trasferimento di composti indesiderati dal contenitore al contenuto.

Infatti è molto importante la fase di imballaggio dove materiali polimerici vengono a contatto con

l’alimento; tali processi riguardano la porzione della filiera agro-alimentare che va dal processo alla

commercializzazione.

1.1. Gli obiettivi

Gli obiettivi del processo alimentare sono:

 Aumentare la conservabilità delle materie prime per consentire il trasferimento dai luoghi di

produzione a quelli di distribuzione e consumo;

 Produrre ingredienti alimentari partendo da materie prime che come tali sono commerciabili.

 Produrre alimenti dalla combinazione e trasformazione di vari ingredienti.

Classificazione

I processi alimentari possono essere classificati:

- Processi di conservazione

- Processi di trasformazione.

Processi di conservazione

Tali processi hanno lo scopo di conservazione dei prodotti freschi che si traferiscono dal produttore

al consumatore, come carne, uova, pesce, frutta e verdura.

Osservazione: con la refrigerazione si rallenta l’attività biologica dei microrganismi.

L’operazione di stoccaggio è molto importante al fine di ritardare il deterioramento.

La produzione di conserve ha l’obiettivo di una conservazione prolungata nel tempo che viene

conseguita con interventi tecnologici drastici e tali da modificare spesso radicalmente le

caratteristiche iniziali dell’alimento.

Processi di trasformazione

I processi di prima trasformazione operano su una materia prima proveniente da vari settori di

produzione primaria.

I processi di seconda trasformazione operano su ingredienti provenienti da trasformazioni

industriali.

Categorie dei prodotti alimentari

Le principali categorie dei prodotti sono:

- Prodotti freschi (latte, uova, acqua, pesce, frutta);

- Prodotti di prima trasformazione (vino, formaggi, burro, salumi, succhi di frutta, tè e

caffè, ecc);

- Conserve (sterilizzate, disidratate, surgelate di tipo carne, vegetali e ittiche, ecc);

- Ingredienti (farine, olii, grassi animali, zucchero malto, latte in polvere, ecc);

- Prodotti di seconda trasformazione (pane, prodotti da forno, prodotti dolciari,

convinience food, pasta, bevande analcoliche, liquori, alimenti dietetici e birra);

I processi non possono essere classificati in modo rigoroso; alcuni processi di conservazione

comportano modifiche profonde delle materie prime. 4

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Package: imballaggio dell’alimento che a volte può interagire con esso.

Negli alimenti può esserci acqua legata e libera, quest’ultima è direttamente disponibile ai

microrganismi.

A ciascuna categoria di prodotto corrisponde un diverso processo, cioè una specifica

combinazione e sequenza di operazioni unitarie.

Le operazioni unitarie sono gli elementi base con cui si costituiscono i processi.

I processi sono rappresentati come una sequenza di operazioni unitarie attraverso schermi di

flusso o flowsheet.

L’aggettivo “unitario” ha anche un altro importante significato; vale a dire che l’operazione può

essere studiata con metodo unitario che prescinde dalla specifica applicazione e dei prodotti a cui

si applica.

1.2. Operazioni di conservazione

Le operazioni di conservazione hanno lo scopo di prevenire i cambiamenti indesiderati della

struttura, valori nutrizionali e della qualità sensoriale degli alimenti.

L’importante è la sicurezza e il valore nutrizionale dell’alimento che deve essere garantito.

I processi di conservazione sono:

a) Aggiunta di conservanti chimici;

b) La fermentazione: prima veniva considerata come tecnica di conservazione, oggi è

un’operazione di trasformazione vera e propria (esempio yogurt e birra);

c) Utilizzo di mezzi fisici.

Le operazioni di conservazione sono:

- Aumento di temperatura;

o Pastorizzazione (T<100°C);

o Sterilizzazione (T>100°C);

γ

o Irraggiamento (raggi x, e radiazioni ionizzanti per rallentare la germinazione).

- Diminuzione della temperatura;

o Refrigerazione;

o Surgelazione.

Diminuzione del contenuto l’acqua;

- o Evaporazione;

o Essiccamento;

o Liofilizzazione.

Più basso è il contenuto d’acqua maggiore difficolta di sviluppo del microrganismo.

Le principali operazioni fisiche di conservazione sono di seguito descritte.

1.2.1. Pastorizzazione

La pastorizzazione è un trattamento termico blando che si svolge a temperature inferiori ai 100°C

e porta all’eliminazione di forme microbiche vegetative e batteri.

E SEMPIO

Latte -> trattamento termico e refrigerazione.

Sottaceti (conserve) -> sufficiente un trattamento termico

La differenza sostanziale è l’acidità; con questa informazione riusciamo a prevedere quale

trattamento fare all’alimento in base al pH.

Gli alimenti si dividono in alimenti con pH >4,5 e quelli con pH<4,5; sotto i 4,5 non riesce a vivere il

tollera l’ossigeno).

Clostridium botulinum (non

Il clostridium botulinum è un batterio simile al tetano che può provocare delle tossinfezioni per le

quali non esistono vaccino. 5

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all’interno di un tubo il

Nel processo di pastorizzazione il latte viene portato a medie temperature

tempo necessario per il completamento del processo oppure, se portato a temperature di circa

avviene un’evaporazione tipo flash sottovuoto, così che l’acqua

121°C, introdotta come vapore per

scardare viene evaporata e rimossa. Con questo trattamento il latte ha la stessa composizione ma

gusto diverso.

Per il caso di sottaceti nelle condizioni di particolare acidità non possono nascere microrganismi

quindi non occorrono ulteriori trattamenti.

Il latte ha un pH intorno a 6-6,5, e questo lo rende un prodotto ad elevato rischio con conservabilità

limitata e perciò necessita di refrigerazione dopo il trattamento; con la pastorizzazione tolgo delle

forme patogene (es. escherichia coli e batteri portatori di malattie della tubercolosi);

Se il prodotto viene conservato a un pH<4,5 non ci sono problemi di contaminazione altrimenti

occorre fare ricorso ad altre tecniche.

1.2.2. Sterilizzazione/appertizzazione

È un trattamento drastico per distruggere forme microbiche termoresistenti, cioè quei

microrganismi che durante la loro vita producono spore.

Le spore sono forme quiescenti di vita, cioè non vivente che riesce a resistere senza acqua,

nutrienti e a temperature elevante, in condizioni in cui i microrganismi non riescono a vivere.

Quando questa spora si trova nelle condizioni ideali per crescere si trasforma in cellula (es. spora

nel tetano); È insidiosa perché porta ad una tossinfezione alimentare che non ha i classici sintomi

gastroenterici, ma ha effetti neurologici.

Fattori critici in questo trattamento sono la totale asetticità e la perfetta tenuta dei contenitori.

latte UHT una volta aperto si perde l’asetticità; la sterilità

E : che si ha solo quando rimane

SEMPIO

chiuso e incapsulato.

Per avere un prodotto sterile non solo deve essere sterilizzato il prodotto ma lo deve essere anche

il confezionamento, per evitare la possibile contaminazione.

1.2.3. Irraggiamento

Questo trattamento porta alla distruzione dei microrganismi per effetto dei raggi ionizzanti, che

agiscono tramite la distruzione e la denaturazione del DNA; in questo modo il microrganismo viene

inattivato.

Possiamo avere degli effetti degradativi secondari come la formazione di radicali liberi in più

particolari problemi alla sicurezza degli operatori.

1.2.4. Refrigerazione

Comporta il rallentamento delle attività microbiche ed enzimatiche, quindi non ha un effetto

battericida ma batteriostatico.

Il microrganismo viene inibito rallentando le sue attività; questa tecnica viene impiegata nelle fasi di

post raccolta o post macellazione, cioè nella fase di stoccaggio prima del trattamento.

Solitamente le temperature della refrigerazione sono tra gli 0-12 °C.

dall’esigenza di

Il fattore critico di questa tecnica è rappresentato mantenere ininterrotto la catena

del freddo. Solitamente questa tecnologia risulta più efficace se abbinata ad altri trattamenti come

l’atmosfera modificata.

L’atmosfera modificata consiste nel togliere l’aria e quindi l’ossigeno che catalizza i fenomeni

introducendo dei gas che rallentano l’attività microbica; il gas introdotto è composto

degradativi

dall’80% di N (battericida) non si introduce un’elevata concentrazione di

(inerte) e 20% di CO

2 2

anidride carbonica altrimenti frizza e acidifica il prodotto.

1.2.5. Surgelazione e congelamento

Queste tecnologie vengono svolte a temperature al di sotto dello zero.

Sono congelate le carni che sono immesse in azoto liquido e raggiungono rapidamente i -40°C. 6

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La surgelazione è un processo che consiste in un raffreddamento, in meno di 4 ore, che arriva a

al cuore dell’alimento.

una temperatura di -18°C molto veloce perché congelando l’acqua lentamente si formano dei

Questo processo deve essere

cristalli di ghiaccio che rompono le pareti delle cellule, le quali perdendo il loro contenuto.

Realizzando una nucleazione veloce si formano cristalli di ghiaccio molto piccoli perciò la struttura

risulta omogenea e non sono presenti gradienti.

1.2.6. Evaporazione l’acqua dall’alimento

Questa tecnica ha lo scopo di eleminare fornendo un moderando effetto di

inibizione dello sviluppo microbico; esempio salagione, aumento della concentrazione di zucchero

con l’aumento della pressione osmotica. o a sottovuoto per evitare che l’alimento si trovi a contatto

Il processo può avvenire per ebollizione

con delle temperature che rovinino i principi nutritivi.

Il prodotto così trattato ha una conservabilità limitata, deve essere perciò associato ad altri

trattamenti; come ad evaporazione blanda + refrigerazione + trattamenti chimici.

ESEMPIO

L’essiccamento può a