Tecnologia della Ristorazione Completo/Schematizzato e In forma estesa

Tecnologia della ristorazione

Tecnologia alimentare

Studia processi di conservazione e trasformazione dei prodotti alimentari. Ha inizio con la raccolta delle materie prime e termina con la vendita del prodotto finito al consumo.

Prodotto alimentare

Prodotti destinati al consumo (con o senza conservazione e/o trasformazione). Esistono tre tipologie di prodotti:

• Prime alimentari: materie derivanti dalla produzione primaria (es.: agricoltura, allevamento, pesca...) e destinati a subire trasformazione in alimenti.
• Intermedi o semilavorati: prodotti trasformati ma non ancora finiti.
• Finiti e alimenti: prodotti trasformati e finiti.

È impossibile usare univocamente queste definizioni per l’estrema variabilità e complessità delle situazioni. Possiamo classificare i prodotti alimentari con diverse terminologie e sistemi fra cui quella generica:

• Prodotti freschi o simil-freschi;
• Conserve e semiconserve;
• Prodotti di prima trasformazione;
• Ingredienti;
• Prodotti di seconda trasformazione.

Dal punto di vista tecnologico, classificazione nutrizionale dei prodotti alimentari, classificazione merceologica dei prodotti alimentari, classificazione dei prodotti alimentari nella grande distribuzione.

Processo tecnologico

L’insieme di operazioni, materiali, attività, sistemi di controllo che vengono messi per trasformare da materia prima a prodotto finito.

Operazione

È ciò che costituisce un processo tecnologico, che è costituito da una sequenza di operazioni.

Flow-sheet o diagramma di flusso

Rappresentazione grafica di un processo. È opportuno utilizzare una simbologia unificata. Si utilizza una simbologia comune.

Obbiettivi del processo

• Garantire la sicurezza;
• Aumentare la conservabilità;
• Migliorare la comodità d’uso o conveniente;
• Migliorare l’appetibilità;
• Garantire la qualità nutrizionale;
• Assicurare l’economia.

Decadimento qualitativo degli alimenti e il suo controllo

Tutti gli alimenti possono deperire o perdono nel tempo la loro freschezza. Le tecnologie alimentari cercano di ritardare o minimizzare questi fenomeni. Deperimento si manifesta come perdita di: sicurezza igienica, qualità sensoriale, valore nutrizionale, caratteristiche estetiche e strutturali (colore, consistenza, aroma, etc.).

Shelf life

È l’intervallo di tempo entro il quale il progresso dei processi degradativi non raggiunge la soglia della percezione sensoriale e comunque entro il quale il prodotto può essere consumato in condizioni di totale sicurezza. Dipende da numerosi eventi chimici e biochimici. Tra i fattori che influenzano la durabilità la temperatura è sicuramente il più importante, soprattutto per gli alimenti freschi, refrigerati o surgelati, che conseguente devono essere commercializzati in condizioni di regimi termici controllati.

Decadimento qualitativo e fattori influenti

Il decadimento qualitativo avviene per effetto di fattori:

• Biologici: (enzimi, microorganismi, macroorganismi): crescita e attività dei microorganismi, attività enzimatica, infestazione da insetti, parassiti, roditori, provocano effetti patologici (infezioni e intossicazioni). Il controllo dell’attività enzimatica viene realizzata mediante: inattivazione ad opera del calore, disidratazione, trattamenti chimici, irradiazione.
• Fisici: (Calore, freddo, luce, radiazioni elettromagnetiche)
• Chimici: (ossigeno, umidità, reazioni chimiche - molecole endogene e/o contaminanti)

Acqua

La velocità di questi fenomeni (sviluppo microbico, reazioni chimiche, enzimatiche, modificazioni fisiche) non dipende tanto dal contenuto totale di acqua quanto dal livello della disponibilità dell’acqua nell’alimento, detto attività dell’acqua. Un metodo per misurare il livello di attività dell’acqua è la misura della tensione di vapore (pressione esercitata dalla molecole di acqua liberatesi in fase vapore dal prodotto).

Maggiore è l’affinità della matrice per l’acqua, minore sarà il numero molecole che vaporizzano e pertanto minore sarà la pressione di vapore. Aw= 0 (quando il legame è forte e non presente tensione di vapore), Aw= 1 quando non è legata. Dove Aw è il rapporto adimensionale tra la pressione di vapore dell’acqua del prodotto rispetto alla pressione di vapore dell’acqua pura alla stessa temperatura.

Relazione tra attività dell’acqua e contenuto di acqua nei prodotti alimentari

La relazione tra quantità di acqua in un prodotto e la sua attività dell’acqua è nota come igroscopicità. Si studia e si esprime attraverso grafici detti isoterme di adsorbimento o isoterme di desorbimento, a seconda che il fenomeno sia valutato idratando progressivamente un prodotto disidratato (adsorbimento) oppure disidratando progressivamente un prodotto umido (desorbimento). In questi grafici si evidenzia in genere la relazione tra l’attività dell’acqua e l’umidità assoluta di un prodotto. Più alto è il grado di igroscopicità più macromolecole idrofile ci sono.

Relazione con crescita microbiologica e acqua

Il primo effetto della disisdratazione di un prodotto alimentare è dapprima un rallentamento e poi al 60-70% di Aw una totale inibizione dello sviluppo microbico. I prodotti alimentari a basso contenuto d’acqua o umidità sono detti ad umidità intermedia. Inibizione microbica a 85-90% di Aw, a livelli di umidità pari o inferiori allo strato monomolecolare (strato di acqua fortemente legata con forze di Van der Waals) ai quali l’acqua non può esercitare il suo ruolo di solvente. Le attività enzimatiche sono progressivamente accelerate dall’aumento di attività dell’acqua, sino a che non prevale l’effetto di diluizione.

La cottura

La cottura è un trattamento termico, che provoca un insieme di modificazioni fisico-chimiche nell’alimento. Coinvolge trasferimenti simultanei di materia ed energia.

Obbiettivi della cottura

• Santificazione dell’alimento;
• Miglioramento della digeribilità o della bio-disponibilità di nutrienti;
• Sviluppo (controllato) di modificazioni chimico-fisiche percepite come miglioramento prestazioni e della accettabilità sensoriale;
• Renderlo sicuro sotto l’aspetto microbiologico;
• Evitare le trasformazioni operate dagli enzimi;
• Aumentarne la digeribilità;
• Aumentare la disponibilità di alcuni nutrienti.

Modifiche più importanti durante la cottura

Le modifiche più importanti: la denaturazione proteica, la modificazione dei carboidrati, la gelatinizzazione degli amidi, l’intenerimento della fibra, l’idrolisi e l’ossidazione dei lipidi.

Effetti del calore sulle proteine

Il calore ne modifica la digeribilità, causa imbrunimenti, produzione di aromi, perdita di nutrienti, nonché possibile formazione di composti tossici. Denatura le proteine, perdita della struttura nativa, cioè produce un cambiamento non di composizione ma di struttura, che determina tre principali effetti: coagulazione, perdita di acqua ed una maggior vulnerabilità delle proteine all’attacco di enzimi che le rendono una volta cotte maggiormente digeribili. Le sequenze di aminoacidi, perdono la loro struttura globosa ed aggrovigliata per assumere una forma più distesa.

- Trattamento a calore moderato (<100°C): denaturazione che aumenta la digeribilità e che non influisce sul valore nutritivo. In presenza di acqua e zuccheri riducenti, le proteine vanno incontro alla reazione di Maillard. Il legame tra residui di lisina e gruppi riducenti degli zuccheri non è idrolizzabile dagli enzimi digestivi, per cui si ha una riduzione della disponibilità di lisina;

- Trattamento al calore più severi (fino 180°C): a queste temperature può venire meno la disponibilità di alcuni aminoacidi, anche in assenza di zuccheri riducenti. Gli aminoacidi più sensibili al calore lisina e cisteina, sono convertiti in altri composti con diminuzione del valore nutritivo e della digeribilità proteica;

- Trattamenti con temperature molto elevate (180-300°C): un calore elevato e prolungato nel tempo può determinare la rottura dei legami nella catena polipeptidica e la degradazione termica degli aminoacidi. A queste temperatura si possono formare legami incrociati che danno luogo a composti anomali (Lisinoalanina o composti mutageni). Arrosti o biscotti;

Effetto del calore sui carboidrati

I carboidrati sono abbastanza stabili al calore per cui l’effetto del trattamento viene studiato per identificare i prodotti della degradazione indotti dal calore.

- Monosaccaridi e oligosaccaridi sottoposti ad una fonte di calore vanno in contro ad una fonte di imbrunimenti (Reazione di Maillard, Caramellizzazione, Pirolisi).

- Reazione di Maillard: serie complessa di fenomeni che avviene a seguito dell’interazione durante la cottura di zuccheri e proteine. Le reazioni sono piuttosto complesse ed eterogenee, ma attraverso la formazione di un intermedio (composto di Amadori) si formano diverse sostanza quali le melanoidine dall’odore e dal colore caratteristico. Spesso siamo attratti dal colore bruno-dorato, meno dal giallino/blu, che interpretiamo come non abbastanza cotto o dal marrone molto scuro, che interpretiamo come bruciato:

1. Formazione di una base di Schiff: tramite reazione del carbonio carbonilico dello zucchero con un gruppo amminico di un amminoacido con la conseguente formazione di una glicosammina. Questa successivamente subisce un riarrangiamento dei doppi legami che porta alla formazione di un composto di Amadori o di Heyns a seconda che lo zucchero sia rispettivamente un Aldoso o un chetoso. Si ha la formazione di composti colorati o odorosi. Tuttavia la disponibilità di amminoacidi essenziali come la lisina risulta già compromessa;
2. I composti di Amadori-Heyns precedentemente formati subiscono una degradazione. I composti eterociclici che si formano sono responsabili dell’aroma che si sprigiona dagli alimenti trattati;
3. Si ha la formazione di composti bruni e ad alto peso molecolare noti come melanoidine. Le melanoidine che si generano in questo stadio della reazione sono responsabili della variazione di colore.

- La caramellizzazione: è il risultato di una perdita di acqua della molecola dello zucchero che porta alla formazione di zuccheri “anidridi” e, in seguito, a prodotti di degradazione di colore bruno e di polimeri. Il caramello comincia a formarsi a 155°C;

- La pirolisi: avviene in seguito ad un riscaldamento severo anche in questo caso si formano pigmenti scuri e si ha la rottura dei legami carbonio-carbonio.

Gelatinizzazione dell’amido

Se la cottura avviene in presenza di acqua, a temperatura intorno ai 50-70°C, l’amido si rigonfia, perde la sua organizzazione molecolare e si ha la gelatinizzazione. L’amido così risulta più attaccabile dagli enzimi digestivi. In seguito al raffreddamento si osservano fenomeni differenti; se il raffreddamento è rapido si forma un gel che tiene intrappolata una grande quantità di acqua. Se è lento, ricristallizzazione dell’amido con riarrangiamento delle catene e dell’acqua.

Effetto del calore sui lipidi

Trattamenti al calore come il blanching inattivano alcuni enzimi, tra cui la lipossidasi, responsabile dell’ossidazione lipidica (rancidità ossidativa). La cottura provoca dei fenomeni di ossidazione, polimerizzazione e rottura delle molecole (perossidazione).

• Fino a 100°C: formazione di idroperossidi, aldeidi, alcoli, chetoni;
• Fino a 200°C: aumento dell’ossidazione e dei legami crociati;
• T>220°C: polimerizzazione ciclica o lineare.

Il danno lipidico riveste particolare importanza quanto riduce il contenuto di acidi grassi essenziali.

Effetti del calore sulle vitamine

Per quanto concerne i microcomponenti, le vitamine sono fra le sostanze a cui si presta maggior attenzione, in considerazione di possibili degradazioni e perdite. Le vitamine hanno struttura alquanto varia e altrettanto variabile è la loro reattività e stabilità al calore a seconda delle condizioni considerate. Vengono classificate in liposolubili (A,D,E,K) e idrosolubili (C e gruppo B).

Le maggiori conoscenze in merito a degradazione e trattamento termico si hanno per la vitamina B1 (tiamina), le cui cinetiche di distruzione sono note ed è possibile calcolare la perdita di tale vitamina a seguito di trattamento termico, come ad esempio nella sterilizzazione del latte. Le vitamine del gruppo B sono relativamente stabili al calore; anche la vitamina E risulta stabile al calore in assenza di ossigeno. La vitamina C è instabile ed viene facilmente distrutta dall'ossidazione, dal calore, da metalli in tracce, da enzimi presenti nell'alimento stesso; per essere conservata il più possibile l'alimento deve essere consumato fresco e lavorato il meno possibile.

Formazione degli aromi e delle sostanze volatili in cottura

Pesce: la polpa del pesce contiene un’ampia gamma di lipidi, in quantità elevate (Di più i trigliceridi con acidi grassi polinsaturi). Quest’alta concentrazione rende il pesce molto suscettibile a reazioni di ossidazione e rapida degradazione. Le aldeidi volatili sono oggetto di interesse non solo perché contribuiscono all’aroma del pesce cotto, ma anche per la loro tossicità (formaaldeide).

Carni: i composti aromatici formati nella cottura delle carni derivano principalmente da interazione tra lipidi e composti delle reazioni di Maillard. Le aldeidi derivano dall’ossidazione dei lipidi, mentre altri prodotti volatili derivano da reazioni tra i composti della degradazione di strecker e quelli della reazioni Maillard. La mioglobina: la proteina che lega l’ossigeno, è il pigmento responsabile del colore della carne. Una proteina simile, l’emoglobina, trasporta l’ossigeno nel sangue e si può ritrovare anche nel muscolo in piccole quantità.

Esistono tre forme di mioglobina:

• Ossimioglobina (forma ossigenata del pigmento, da il colore rosso acceso)
• Deossimioglobina (forma deossigenata, colore violaceo)
• Metamioglobina (forma ossidata, colore marrone metamioglobina)

Prodotti vegetali: un gran numero di vegetali, durante la cottura, produce composti eterociclici che sembrano derivare dalle reazioni di Maillard (piranzine, piriidine, pirroli, solfuri, ossiazioli). A seconda della diversa procedura di cottura, aumentano o diminuiscono i prodotti delle diverse reazioni.

Nella cottura in forno il trasferimento di calore avviene per conduzione, per convezione e irraggiamento: la perdita di acqua durante la cottura è di circa 200 g/kg rispetto alla massa originale e questa perdita è lineare col tempo di cottura. La maggior parte dell’umidità persa (57%) deriva dai 3 mm esterni della patata; la crosta diventa rapidamente una zona a bassa umidità con temperatura del forno tra 100 e 190 °C.

Materiali e requisiti delle attrezzature per la cottura

Per la maggior parte delle attrezzature il materiale a diretto contatto con gli alimenti è acciaio inox, per le parti esterne si possono utilizzare altri tipi di acciaio. Le superfici interne devono essere lisce e gli angoli stondati per evitare accumuli di residui e per facilitare la pulizia e la sanificazione. Tutti i materiali che vengono in contatto con gli alimenti sono sottoposti a regolamentazione al fine di tutelare l’integrità della salute pubblica. Le norme sono due tipi:

• Carattere generale: i due punti cardine sono la non cessione delle sostanze nocive e la non alterazione delle caratteristiche organolettiche. È obbligatorio l’apposizione dell’indicazione per alimenti o del simbolo corrispondente all’alimento, sull’attrezzatura;
• Specifiche per alcune categorie: i tipi autorizzati sono quindi individuati mediante sigle (AISI, UNI) internazionali che permettono di risalire facilmente alla composizione percentuale del materiale.

Sicurezza igienica: i casi studiati hanno permesso di valutare se la cessione di detti materiali agli alimenti può comportare o meno un rischio per la salute. La Food and Drug Administration americana, uno degli organismi di controllo più severi al mondo.

Materiali: inox, terracotta, rame, alluminio, ghisa, vetro termoresistente, teflon, silicone, policarbonato.

Parametri di capacità di condurre il calore: un recipiente dotato di buona conduttività termica consente:

• La regolazione efficiente della temperatura nelle varie fasi di cotture;
• La distribuzione uniforme del calore su tutte le superfici, sia sul fondo che sulle pareti;
• La conseguente riduzione del rischio di surriscaldamenti locali e bruciature.

Risparmio energetico: i recipienti dotati di buona conduttività termica impiegheranno meno tempo a raggiungere le temperature desiderate consumando una minore quantità di energia.

Peso specifico: misura di riferimento convenzionale rispetto al peso. Ogni recipiente ha il suo peso specifico.

Rivestimenti antiaderenti

Alcuni recipienti possono essere rivestiti al loro interno con un film di materiale plastico (PTFE). Due metodologie per rendere i materiali antiaderenti:

• Rullato: tramite passaggi a rullo sul disco, cioè prima che la pentola abbia assunto la sua forma definitiva;
• Spruzzato: viene applicato spruzzando il materiale con apparecchi sulla parte interna del corpo già stampato nella sua forma definitiva.

Teflon: una base di PTFE (politetrafluoroetilene) ad uso alimentare, secco e durevole, facilmente pulibile. Con ottime prestazioni. Teflon si caratterizzano per tecnologie multistrato brevettate. Un solido strato primario che aderisce al tegame per lungo tempo, un robusto strato intermedio per opporre resistenza a graffi ed a...