Processi tecnologia alimentare e packaging: secondo parziale

Lez 1

24-9-2020

PROCESSI DI TECNOLOGIA ALIMENTARE

DEFINIZIONE DI TECNOLOGIA ALIMENTARE : complesso di operazioni e processi

volti alla conservazione o alla trasformazione di materie prime che posso ottenere da

materie prime prodotte da agricoltura , allevamento , pesca.

OBIETTIVI ORIGINARI :

- Aumentare la conservabilità delle materie prime commestibili per consentire il

trasferimento dai luoghi di produzione a quelli di consumo e per estendere la disponibilità

nel tempo. PER ESEMPIO per superare la stagionalità delle materie prime. Faccio

fagiolini in scatola dando quindi la possibilità al consumatore di averli per tutto l’anno.

Oppure aumentare la conservabilità è utile per tutti quegli alimenti che richiedono lunghi

periodi di trasporto come dai paesi tropicali a noi.

- Produrre ingredienti e, da questi, prodotti finiti partendo da materia prime che come tali

non sono commestibili o addirittura contengono fattori tossici. ( se estraggo olio da semi

di cotone o soia , questi oli grezzi contengono sostanze non benefiche o tossiche come il

GOSSIPOLO per il nostro organismo, quindi OBIETTIVO DELLA TECNOLOGIA

ALIMENTARE è stato quello di togliere questi fattori di rischio da olio grezzo e produrre

olio raffinato adatto all’uso umano.) Oppure penso ai legumi dove ci sono fattori

antinutrizionli che come sappiamo contengono elementi che impediscono assorbimento

delle proteine; la tecnologia alimentare ha come obiettivo quello di distruggere questi

fattori antinutrizionali.

Qualità e sicurezza sono alla base della produzione di un prodotto alimentare.

Il prodotto deve essere SICURO e deve garantire una QUALITA’ costante.

Quindi i due obiettivi principali della tecnologia alimentare sono CONSERVARE ,

TRASFORMARE.

Ci sono degli aspetti da tenere in considerazione ? SII

- Con la max efficienza per aumentare la potenzialità del processo, cioè che ci dai la max

resa a minor costo possibile.

- Con il minor danno tecnologico come durante congelamento o se faccio dei trattamenti

termici troppo elevati.

- Ottimizzare la qualità perché devo avere in mente consumatore cosa si aspetta dal

prodotto così da ricreare le qualità che il consumatore si aspetta.

Nel tempo ci sono state altre RICHIESTE/OBIETTIVI da parte di consumatore:

- Garantire sicurezza igienico-sanitaria e qualità costante. In passato producevo alimenti

ma non avevano qualità nel tempo. Una volta compravo la pasta e una volta teneva la

cottura e invece una volta no perché non avevo la qualità costante del prodotto.

- Fornire convenience cioè fornire praticità/comodità d’uso al consumatore . Come

insalate pronte con ingredienti dove mettono forchettina, tovagliolino, condimento ecc.

- Promuovere lo stato di salute anche attraverso i “Functional Food” ( cioè alimenti

rivolti a persone sane, non con patologie, ma che vogliono aumentare il loro stato di

salute generale; esempi possono essere alimenti con antiox , alimento iperproteico, yogurt

probiotici cioè addizionati con microrganismi).

EVOLUZIONE INDUSTRIA ALIMENTARE IERI/OGGI

OGGI quello che si fa è progettare

un alimento partendo dalla qualità

desiderata. Il processo che svolgo

deve portarmi quindi a sviluppare le

caratteristiche finali che voglio nel

mio alimento.

From farm to fork = garantisce la sicurezza e qualità alimentare dalla produzione primaria

fino al prodotto finito sulla tavola. Quindi su tutta la filiera alimentare

Dall’osservazione del grafico notiamo che il

valore aggiunto di un prodotto alimentare è

evoluto nel corso degli anni.

All’inizio uno dei primi processi è stata la

sterilizzazione per garantire cibo sicuro per

i soldati che andavano in guerra e quindi

dovevo garantire una durata estesa del

prodotto.

QUINDI DA QUESTO MOMENTO,

COME SI è EVOLUTA LA TECNOLOGIA

ALIMENTARE ?

All’ inizio si sviluppano processi focalizzare sugli impianti sulla automazione sul packaging

sul trasporto per avere :

- alta resa

- bassi costi

- conservabilità elevata. Devo assicurare il cibo per tutti e quindi devo avere alta

produzione e bassi costi.

Oggi invece alimentazione è anche :

- occuparsi del “benessere del consumatore”

- garantire qualità del prodotto.

Quindi il punto focale non è più il processo in se ma è diventato il prodotto . Il processo

viene poi adattato al prodotto. La tecnologia alimentare di deve quindi

occupare di risolvere quelli che sono detti

caratteri critici, sia delle materie prime che dei

prodotti alimentari.

Intervento tecnologico devo intervenire sulla :

- Vulnerabilità

- Commestibilità = andando ad eliminare

quelli che sono fattori anti-nutrizionali come succede per i legumi

- Presenza fattori di rischio

- Alterabilità = cioè diminuzione della qualità nel tempo e quindi devo stabilizzare il mio

prodotto

- Esigenze trasporto e preparazione = il concetto di convenience

29-9-2020

Lezione 2

ALCUNE DOMANDE. :

CHE OPERAZIONI DI SEPARAZIONE SI POSSONO EFFETTUARE PER

ELIMINARE PARTI NON EDIBILI DI MATERIA PRIMA VEGETALI O ANIMALI

E AUMENTARE QUINDI LA COMMESTIBILITA’ ?

La mondatura attraverso dei tagli.

La filtrazione come succede per il latte.

Estrazione con solvente che è operazione + complicata ma ci permette di eliminare parti non

edibili.

De fogliatura, disossare ecc...

QUALI SONO POSSIBILI INTERVENTI BASATI SU SCAMBI DI CALORE CHE

POSSONO RIMUOVERE CAUSE DI ALTERAZIONE DEGLI ALIMENTI ? A

QUALI CAUSE CI SI RIFERISCE ?

Pastorizzazione e sterilizzazione che ci permettono di eliminare mo alteranti e patogeni e

oltre alle cause microbiologiche anche a quelle enzimatiche.

Blanching= scambio di calore per eliminare diverse tipologie di enzimi e quindi permettere

una migliore conservazione degli alimenti di origine vegetali

CHE COSA SI INTENDE PER “ FORTIFICAZIONE O ALLEGGERIMENTO “

VOLTI A MIGLIORARE LA RISPONDENZA NUTRIZIONALE DI UN ALIMENTO

?

Fortificazione = aggiunta di nutrienti come vitamine o anche nutraceutici come i polifenoli

che come sappiamo hanno effetti benefici per il nostro organismo

Alleggerimento = diminuzione del contenuto di nutrienti come succede per i grassi o

zuccheri andando a fare gli alimenti light; stessa cosa succede anche poter le proteine.

IN CHE COSA CONSISTE L’INSTANTANEIZZAZIONE ATTUATA PER

MIGLIORARE LA COMODITÀ D’USO ? A QUALI ALIMENTI PUÒ ESSERE

APPLICATA ?

Penso al latte in polvere che ha bisogno di avere una grado di instantaneizzazione elevato.

Creo particelle che sono porose, acqua riesce a penetrare facilmente nelle particelle

favorendo la solubilizzazione senza che si formino dei grumi.

ANDIAMO ORA A VEDERE UN PO DI DEFINIZIONI :

PROCESSO =

“insieme si operazioni, materiali , attività, controlli che vengono messi in atto per

conservare o trasformare le materie prime in prodotti finali”.

Parto da materie prime e arrivo a prodotto alimentare finale.

Materi prime possono essere di diverso tipo.

QUALI SONO OBIETTIVI DEL PROCESSO ALIMENTARE ?

Aumentare la conservabilità delle materie prime per consentirne il trasporto ed

aumentare la shelf-life.

Trasformare materie prime in prodotto finito,

Produrre ingredienti alimentari cioè estrarre da materie prime solo quello che mi

interessa.

Produrre alimenti dalla combinazione e trasformazione di materie prime e

ingredienti

COSA INTENDIAMO PER MATERIE PRIME. ?

“Tutti i materiali che entrano nel processo alimentare e provengono da “:

settori tradizionali di produzione primaria ( agricoltura, allevamento, pesca )

Industrie di prima trasformazione ( semilavorati cioè materiali che sono già stati

processati anche solo con la miscelazione).

Industrie produttive di additivi coadiuvanti nutrienti materiali di confezionamento .

DIFFERENZA TRA ADDITIVI E COADIUVANTI ?

Additivi o coadiuvanti sono entrambe sostanze volte a migliorare il prodotto finito; sono

sostanza che entrano in gioco durante il processo di produzione dell’alimento. In particolare

i coadiuvanti solitamente servono per far avvenire determinati processi ma poi a prodotto

finito questi non sono all’interno del mio prodotto. Al contrario gli additivi li posso trovare

tranquillamente nel prodotto finito.

PRODUZIONE PRIMARIA ?

“Tutte le fasi della produzione , dell’allevamento o della coltivazione dei prodotti primari,

compresi il raccolto, la mungitura e la produzione zootecnica precedente la macellazione e

comprese la caccia , la pesca, la raccolta di prodotti selvatici.”

Tutto ciò che permette di produrre materia prime di origine animale o vegetale.

REG 178-2002 = gestisce la produzione primaria

PRODOTTI PRIMARI

I prodotti della produzione primaria compresi i prodotti della terra, allevamento , della

caccia e della pesca.

REG 852-2004 = Prodotti primari sono compresi prodotti allevamenti caccia e pesca

PRODOTTI INTERMEDI O SEMILAVORATI

“Tutti i prodotti derivati da manipolazioni e trasformazione delle materie prime, ma non

ancora diventati prodotti finiti, che sono oggetto di commercio”.

Ingredienti parzialmente lavorati che per arrivare a prodotto finito devono subire delle

ulteriori preparazioni . Come il budino in polvere , come la cioccolata in polvere che prima

di essere consumata hanno bisogno di altre lavorazioni.

TABELLA CLASSIFICAZIONE MATERIE PRIME

- animali =

- Carne

- Latte

- Pesce

- Altro come miele uova

- Vegetali

- Cereali

- legumi

- Oleaginose

- Frutta

- Verdura

- Piante da zucchero

- Piante tropicali

- Minerali = acqua e sali

Devo quindi capire la materia prima a quale categoria appartiene

PRODOTTI ALIMENTARI

“Prodotti destinati al consumo alimentare come tale ottenuto dalla conservazione o

trasformazione delle materie prime.”

Non c’è riferimento legislativo ma si fa riferimento al CODEX alimentarius ( è una raccolta

di norme e non di leggi che riguardano limiti e standard ; creato dalla FAO WHO che danno

parametri che servono come base per definire differenti prodotti come succedeva per gli oli.

PRODOTTO ALIMENTARE SECONDO IL CODEX

“Alimento è un substrato processato, semiprocessato o grezzo destinato al consumo umano,

incluse le bevande gomme da masticare e sostanze usate nel tecnologia di produzione

( coadiuvanti ed additivi) “.

PRODOTTI NON TRASFORMATI

“Prodotti non sottoposti a trattamento compresi prodotti che siano stati divisi, separati,

sezionati , macinati , disossati, affettati, tritati, scuoiati, frantumati, tagliati, puliti, rifilati,

decorticati, macinati, refrigerati, congelati, surgelati “ ( Reg. CE 852/2004).

La semplice macinazione , congelamento o decorticazione porta a PRODOTTI NON

TRASFORMATI.

PRODOTTI TRASFORMATI

“Prodotti alimentari ottenuti dalla trasformazione di prodotti non trasformati. Possono

contenere ingredienti necessari alla loro lavorazione o per conferire loro caratteristiche

specifiche ( additivi/coadiuvanti)”.

PROCESSO TECNOLOGICO

“Costituito da una sequenza ordinata di operazioni unitarie applicate in determinate

condizioni operative ad una o più materie prime . Il prodotto finito è il risultato di tutti i

fenomeni che hanno luogo durante l’intero processo”.

Un processo è un input che viene trasformato in output.

Quindi oltre alla sequenza di operazioni unitarie ORDINATE , è importante la materia

prima e di conseguenza il prodotto finito che ottengo.

OPERAZIONE UNITARIA

“Fase elementare di un processo tecnologico basata su principi unitari e descrivibile

mediante opportune equazioni di bilancio e cinetiche .

I principi che regolano l’andamento di una data operazione unitaria non dipendono dalla

specifica applicazione e dal materiale trattato ma possono essere definiti in maniera

indifferenziata ( unitaria) quale che sia il settore e il materiale di applicazione

dell’operazione.”

Se faccio evaporazione latte o sto facendo evaporazione albume. Equazione che regola

evaporazione è sempre la stessa indipendentemente dalla materia prima e dalla quantità di

materia che sto usando é basata quindi su principi universali.

OPERAZIONI UNITARIE FONDAMENTALI

- refrigerazione

- Disidratazione

- Sterilizzazione

- Frazionamento meccanico: centrifugazione

- Frazionamento chimico -fisico ( estrazione

con solvente )

- Miscelazione semplice = ottengo la “miscela

gelato” che è diverso dal gelato vero e proprio

- Miscelazione con strutturazione = formo

emulsioni o schiume . Il gelato finito lo

ottengo con miscelazione con strutturaizione.

- Trasformazione chimiche indotta da

trattamento termico = frittura

- Trasformazione chimiche indotta Da

processi enzimatici = idrolisi , neutralizzzione

olio

- Trasformazione chimica indotta da microrganismi = trasformazione latte in formaggio

, stagionatura dei salumi.

Tutte queste operazioni serviranno per classificare i processi. Nei processi dovrò individuare

sempre l’operazione fondamentale .

OPERAZIONI COMPLEMENTARI

Non hanno finalità conservative ne di trasformazione: servono come aiuto per ottenere il

prodotto finito.

- Operazioni di taglio come tagliare

la melanzana a cubetti che pro poi

subirà trattamento con calore ecc

- Condizionamento dello stato fisico

= sciogliere , fondere, dissolvere

- Condizionamento termico =

sembra un operazione fondamentale

ma dipende dal prodotto finito che

voglio ottenere

- Condizionamento del contenuto di

acqua = evaporazione,

concentrazione con congelamento.

Evaporazione potrebbe essere step

intermedio per concentrare quindi in

questo caso è una operazione completare perchè la mia finalità non è quella di evaporare

per conservare o concentrare il prodotto

- Aggiunta di componenti minori = aggiunta di CO2

- Selezione = cernita, suddivisione in lotti omogenei

- Condizionamento = confezionamento

- Trasferimento = trasferire liquidi

TECNOLOGIE DI CONSERVAZIONE

“Le tecnologie di conservazione hanno lo scopo di prolungare vita commerciale di un

alimento alterando nella minor misura possibile le caratteristiche geometriche, strutturali,

meccaniche, fisiche , chimiche, microbiologiche e dunque sensoriali e nutrizionali delle

materie prime o dei semilavorati o dei prodotti finiti, in vista della loro utilizzazione o del

loro consumo finale .”

Avere durata maggiore di un alimento o di una materia prima . L o scopo principale è

allungare la shelf-life ma alterando il meno possibile le caratteristiche chimiche.

TECNOLOGIE DI TRASFORMAZIONE

“Le tecnologie di trasformazione hanno lo scopo di modificare le caratteristiche

geometriche, strutturali, meccaniche la fisiche, chimiche e microbiologiche delle materie

prime e dei semilavorati al fine di ottenere prodotti con adeguate proprietà sensoriali,

nutrizionali, di lavorabilità, di convenience e di conservabilità.”

Voglio modificare caratteristiche tipiche per ottenere qualcosa di completamente diverse.

Quindi se prima volevo preservare le caratteristiche originali, ora voglio creare qualcosa di

nuovo quindi cambio caratteristiche di partenza dello prodotto

Conservazione e trasformazione ok ma con :

- MINIMO DANNO TECNOLOGICO

- Danno meccanico : dovuto ad azioni meccaniche come pressione oltre il limite di

resistenza del prodotto che si rompe con una serie di inconvenienti come :

fessurazioni, perdita di succhi . Conseguenza di operazioni di taglio, macinazione

ecc che possono portare a danno.

- Danno termico : dovuto a calore fornito sui componenti degli alimenti. Si manifesta

con perdita di vitamine, diminuzione di digeribilità di alcuni nutrienti, formazione di

off-flavor, off-color. Il danno termico può provocare o favorire il danno meccanico

rendendo i tessuti piò fragili e le pareti cellulari meno elastiche e facendo aumentare

la pressione interna del prodotto. Può anche favorire il danno chimico per l’ovvio

effetto di accelerazione esercitato dall’aumento della temperatura su tutte le reazioni.

Prodotto sottoposto a sterilizzazione cambia la sua struttura interna quindi può

favorire il danno meccanico. Ricordiamo che Dani termici possono e venire anche in

seguito al freddo

- Danno chimico : é dovuto a reazioni chimiche ed in particolare all’ossidazione, ma

può comprendere anche altre reazioni indesiderabili, catalizzate da enzimi, di

proteolisi o lipolisi , isomerizzazione. L’ entità del danno chimico dipende dalla

concentrazione delle sostanze reagenti e dalle condizioni al contorno che favoriscono

o inibiscono le reazioni . Se aumento temperatura la reazione chimica è facilitata .

- Danno da contaminazione : inquinamento dei prodotti alimentari da parte di

sostanze chimiche o agenti biologici presenti negli ambienti o nei materiali che

vengono a contatto con gli alimenti . L’intensità di questo danno dipende dalla

concentrazione degli agenti contaminanti . Più microorganismi ho nell’ambiente o

nell’impianto + è elevato il rischio di danno da contaminazione

- MASSIMIZZARE LA QUALITÀ non può essere definita come caratteristica assoluta,

ma dipende il consumatore cosa sta cercando in base al momento della vita .

- Requisiti di sicurezza

- Requisiti merceologici

- Requisiti Nutrizionali

- Requisiti Sensoriali

- Requisiti Del contesto produttivo

- Requisiti Etici

ENTITÀ DANNI DIPENDE DA >>> INTENSITÀ E DURATA

Lez 3

30-9-2020

PROCESSI CONTINUI

“Coinvolgono trasformazioni continue di massa, energia e quantità di moto su flussi

continui di materiale. Immissione continua di materie prime all’ingresso del processo . Una

lavorazione continua che porta ad una produzione