Tecnologia e qualità degli alimenti

Tecnologia e qualità degli alimenti (2020/2021)

Tecnologia e qualità degli alimenti

Tecnologia alimentare: conservazione e trasformazione

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

• Conservazione poiché alcune volte serve solo allungare la vita di un prodotto in modo che sia disponibile per un tempo più lungo, es. prodotto di campo che in alcune stagioni non è presente.
• Trasformazione poiché alcune volte serve partire da una materia prima e ottenere un prodotto finito abbastanza differente da quello iniziale.

Un esempio di prodotto conservato è la conserva di pomodoro, anche se nel prodotto finale non si ha il pomodoro intero, essa contiene solo pomodoro, non sono state indotte modifiche importanti al pomodoro. L’obiettivo dei produttori di passata è quello di mettere a disposizione la materia prima tutto l’anno.

Un esempio di prodotto trasformato è il sugo pronto, poiché sono state fatte operazioni industriali che hanno permesso di ottenere un prodotto abbastanza differente dalla materia prima iniziale.

Un altro esempio di prodotto trasformato è la pasta. In questo caso si ha praticamente una sola materia prima, la semola, che alla fine non ha la forma della semola originale, ma viene strutturata nel processo di miscelazione, formatura, estrusione ed essiccamento.

• Non ha limitazioni di scala, la tecnologia alimentare vale per la grande industria quanto per la produzione artigianale. La differenza si ha se si interviene o meno su un prodotto per renderlo conservabile o per trasformarlo.
• La tecnologia ha inizio con la raccolta delle materie prime e termina con la vendita del prodotto finito per il consumo. Nel caso in cui il prodotto è refrigerato la tecnologia termina con il consumatore, poiché deve conservarlo in frigorifero. Questa informazione deve essere scritta in etichetta.

Esempio: la tecnologia di produzione del sugo di pomodoro inizia dal campo perché il momento ottimale di raccolta, le modalità di raccolta, le modalità con cui il prodotto arriva all’azienda di trasformazione possono avere impatti importanti sulle caratteristiche qualitative finali del prodotto. Per cui chi lavora il pomodoro si accorda con i produttori agricoli per organizzare le attività con una logica che sia a servizio dell’industria alimentare. Per lavorare bene il pomodoro, per non avere sprechi, scarti e per avere un prodotto finito di qualità, il pomodoro deve arrivare, essere raffreddato, ossia immerso in acqua all’interno di vasche, chiamate piscine, lavato e direttamente convogliato alla lavorazione.

Prodotto alimentare

Prodotto alimentare è un termine generico per indicare i prodotti destinati al consumo alimentare come tali o previa conservazione e trasformazione, la trasformazione può avvenire sia in un ambiente industriale, sia a casa. Si possono indicare con questo termine i seguenti:

• Materie prime: prodotti ottenuti dalle attività di produzione primaria, agricoltura, allevamento, pesca, biotecnologie microbiche, sintesi chimica, ecc., e destinati a subire manipolazioni varie per essere trasformati in alimenti. In un’ottica aziendale, le materie prime sono tutti quei materiali che entrano in un processo aziendale dall’esterno, input, per subirvi manipolazioni e trasformazioni. Un modo per capire quali sono le materie prime di un prodotto alimentare è leggere la lista degli ingredienti. Materie prime che derivano dall’agricoltura, dall’allevamento e da una biotecnologia microbica o sintesi chimica per la produzione di un ragù industriale. Dall’agricoltura si ha il pomodoro, dall’allevamento la carne, dalle biotecnologie microbiche l’estratto di lievito e dalla sintesi chimica il glutammato.
• Prodotti intermedi o semilavorati: tutti i prodotti derivanti da manipolazioni e trasformazioni delle materie prime, ma non ancora diventati prodotti finiti, oggetto di commercio. Un esempio è l’utilizzo di un semilavorato di frutta per produrre uno yogurt alla frutta. Un’azienda che produce yogurt è un’azienda che lavora latte. Non è agevole/facile produrre all’interno della stessa azienda tutta la gamma di ingredienti che servono per la produzione dello yogurt.

Il semilavorato di frutta che tipo di operazioni subisce? Si tolgono le parti non edibili, es. torsolo, noccioli, piccioli, etc., si riducono le dimensioni, si omogeneizza o si lasciano i pezzi di frutta, si concentra, si pastorizza, poiché potrebbe portare nello yogurt microrganismi non compatibili con esso, in particolare i lieviti.

• Prodotti finiti e alimenti: prodotti ottenuti dalla conservazione o trasformazione delle materie prime e destinati come tali al commercio o al consumo.

I preparati per le torte sono prodotti finiti? I preparati per le torte, per il minestrone sono considerati prodotti finiti se hanno una denominazione di vendita adeguata a quello che si acquista, quindi non torta ma preparato per torta.

Processo della tecnologia alimentare

Un processo della tecnologia alimentare è l’insieme di operazioni, materiali, attività, controlli che vengono messi in atto per trasformare un input in output, cioè, nella logica aziendale, le materie prime in prodotti finiti.

Questo schema apporta una importante informazione e cioè che qualunque processo richiede un controllo, poiché le caratteristiche dell’output devono essere conformi a degli standard prestabiliti e, se non lo sono, si deve intervenire a ritroso, feedback, per modificare le condizioni del processo e riportare l’output nella conformità.

Nel caso della produzione di latte pastorizzato si ha l’ingresso di latte, il processo di produzione prevede che subisca una pastorizzazione, quindi sia sicuro, ed esce come latte pastorizzato in una confezione. Anche se il processo è semplice si devono fare delle verifiche per essere sicuri che sia stato pastorizzato, altrimenti si mette in pericolo la sicurezza del consumatore. Quindi si effettuano dei controlli, se danno una risposta positiva, ossia ciò che è stato fatto è ciò che doveva essere fatto, il processo continua, se danno una risposta negativa si devono effettuare delle correzioni.

Processo tecnologico

Un processo tecnologico è costituito da una sequenza di operazioni unitarie applicate ad una o più materie prime, ordinate secondo una certa sequenza, selezionata con l’esperienza per riuscire ad ottenere un prodotto che risponda correttamente agli standard qualitativi desiderati.

Il prodotto finito è il risultato di tutte le trasformazioni che hanno avuto luogo durante l’intero processo.

Gli obiettivi di un processo alimentare sono:

• Aumentare la conservabilità delle materie prime per consentirne il trasporto ed aumentarne la shelf-life. Esempio 1: quando si pastorizza il latte si aumenta la vita del prodotto e lo si può trasferire. Il latte fresco non può essere conservato in frigorifero per 6 giorni + 1, a differenza di quello pastorizzato. Esempio 2: i pomodori per la passata di pomodoro si producono per circa due mesi e si trasformano in un tempo altrettanto breve. Il pomodoro da sugo si avrebbe solo in quel periodo dell’anno, con la produzione di passata lo si ha tutto l’anno.
• Produrre ingredienti alimentari. Esempio: lo zucchero lo consideriamo una materia prima per la produzione di vari prodotti alimentari, ma è anche un alimento di per sé. Esso si ottiene da un lungo processo di produzione che parte dalla canna da zucchero o dalla barbabietola.
• Produrre alimenti dalla combinazione e trasformazione di materie prime e ingredienti, che dà un prodotto finito che non assomiglia alle materie prime.

Tutto ciò che si trova al supermercato subisce una tecnologia, anche l’insalata poiché viene refrigerata durante il trasporto e lo stoccaggio. La refrigerazione è un’operazione data molto per scontato, ma che quasi tutti i prodotti alimentari subiscono.

La tecnologia alimentare non conserva e trasforma e basta, ma cerca di effettuare queste operazioni in modo efficiente attraverso:

• Perdite minime di materiali.
• Consumi energetici minimi, ma anche i consumi di acqua.
• Minimo danno tecnologico, massima velocità / minimi tempi. Idealmente un prodotto conservato deve assomigliare il più possibile al prodotto di partenza e un prodotto trasformato industrialmente deve assomigliare allo stesso prodotto ottenuto artigianalmente. La tecnologia applicata deve essere solo quella essenziale, altrimenti si rovina il prodotto. Quindi minimo danno tecnologico significa conservare al meglio le caratteristiche originali del prodotto nei limiti del processo tecnologico che si applica.

Esempio: confronto latte fresco pastorizzato e latte UHT. L’obiettivo del produttore di latte fresco pastorizzato è quello di trattare il prodotto il meno possibile dando al consumatore un prodotto sicuro che dura una settimana. Se il consumatore vuole un prodotto che dura più a lungo si deve effettuare un trattamento termico, quindi un processo di riduzione dei microrganismi più drastico. In un processo di pastorizzazione si devono distruggere i microrganismi patogeni, che possono creare malattie nell’uomo, in un processo UHT si devono distruggere tutti i microrganismi, per ottenere un latte che si conservi per 3 mesi. I due tipi di latte hanno anche caratteristiche sensoriali differenti: il latte UHT ha un colore più giallo, ha un sapore e odore di latte cotto.

Le aziende produttrici cercano di operare in modo da danneggiare il meno possibile il prodotto ogni qualvolta si debba intervenire tecnologicamente.

A seconda dell’obiettivo, il processo tecnologico si effettua in modo ottimizzato per rovinare il meno possibile il prodotto.

Quando la tecnologia alimentare effettua le operazioni con la massima efficienza sta ottimizzando la qualità del prodotto.

Qualità

Quando si parla di qualità in qualunque servizio si fa riferimento alla norma ISO 8402 del 1994 che la definisce come “l’insieme delle proprietà e delle caratteristiche di un’entità che conferiscono ad essa la capacità di soddisfare esigenze espresse ed implicite”. Esempio: prosciutto cotto. Al supermercato ci sono diverse fasce di prezzo e di caratteristiche sensoriali. Si può decidere di spendere di più e comprare il prosciutto cotto alta qualità oppure spendere meno e comprare quello che si chiama solo prosciutto cotto. Potrebbe essere la stessa azienda che produce l’uno e l’altro prodotto. Se l’azienda lavora in qualità significa che risponde sempre a ciò che si aspetta il consumatore. Il consumatore che compra un prosciutto cotto più costoso si aspetta un sapore più intenso, una morbidezza maggiore, una fetta grande, asciutta, non traslucida, una soddisfazione nella masticazione e di pagare un prezzo elevato. Un consumatore che compra solo prosciutto cotto si aspetta di spendere meno e determinate caratteristiche. L’importante è che l’azienda abbia il sistema produttivo sotto controllo in modo da essere sempre in grado di rispondere alle esigenze del consumatore, ciò significa fare un prodotto di qualità.

Requisiti di qualità di un alimento

I requisiti di qualità di un alimento sono:

• Sicurezza: è un prerequisito alla qualità, non si parla di qualità se non è sicuro; assenza di sostanze tossiche naturali, parassiti e infestanti, microrganismi patogeni, tossine batteriche e micotossine, virus. Assenza di contaminanti ambientali, es. pesce che contiene piombo, residui di pesticidi e farmaci, cessioni da materiali e imballaggi. Assenza di allergeni, per le fasce sensibili della produzione.

Esempio 1: la Salmonella è un microrganismo patogeno, alcuni prodotti alimentari sono più a rischio di contenere Salmonella di altri. Nel caso di una bistecca di manzo non ci si preoccupa per la presenza di Salmonella, invece nel caso della carne di pollo e delle uova il problema c’è quindi si effettuano dei controlli molto intensi.

Esempio 2: i produttori di cozze controllano sempre che non siano presenti dei virus, mentre nella lattuga non si controlla.

Esempio 3: le aflatossine, micotossine, possono essere inquinanti di mangimi, perché alcune volte le muffe attaccano il mais, producono le tossine e queste, attraverso l’alimentazione degli animali, possono ritrovarsi nel latte.

• Nutrizione: adeguato apporto calorico, apporto ed equilibrio di macro e micronutrienti. Le aziende alimentari sanno che il consumatore si sta interessando sempre di più agli aspetti nutrizionali, quindi si sono adattate. Alcune aziende si sono adattate in maniera poco corretta creando dei falsi miti, altre in maniera più equilibrata e costruendo una vera coscienza nel consumatore. Le aziende hanno iniziato quindi a produrre alimenti riducendo lo zucchero, alimenti ricchi in fibra. La riduzione in zucchero è stata affrontata attraverso l’utilizzo di dolcificanti intensivi. In questo modo però si abitua il consumatore al sapore dolce, che quindi tenderà sempre a ricercare. È difficile poi però consumare prodotti non dolci. Un attuale trend è quello di produrre alimenti iperproteici.
• Qualità sensoriale: aspetto, colore, aroma, gusto, consistenza.
• Qualità funzionale e tecnologica: es. la pasta deve tenere la cottura, la crema spalmabile al cioccolato deve essere spalmabile e sciogliersi in bocca, caratteristiche funzionali.
• Rispondenza legale e merceologica: alcuni prodotti alimentari sono regolamentati per legge, es. pasta. La qualità merceologica è ciò che si aspetta il consumatore, non è regolamentata per legge. Esempio: il consumatore italiano si aspetta che la pasta non abbia delle fratture, non abbia puntini neri e bianchi, che resista alla cottura, etc. Quindi una pasta di qualità è una pasta che risponde a tutte le caratteristiche che il consumatore cerca.
• Stabilità: stabilità dell’igiene e della sicurezza, dei requisiti nutrizionali, strutturali, sensoriali, funzionali, tecnologici. L’alimento ha una durata ed è importante che per tutto questo periodo le sue caratteristiche si mantengano il più possibile.

Minimo danno tecnologico

Il prodotto alimentare deve subire il minimo danno tecnologico, ossia deve subire il danno nutrizionale minimo, riduzione del valore nutrizionale del prodotto, e il minimo peggioramento delle caratteristiche sensoriali: ogni operazione tecnologica deve essere condotta in modo tale da conseguire l’effetto voluto in maniera puntuale e selettiva, minimizzando gli effetti dannosi collaterali, non voluti, che fatalmente si accompagnano all’operazione, ottimizzazione.

Il latte pastorizzato veniva trattato a circa 80°C per 30 s, oggi il minimo trattamento termico che si effettua è di 72°C per 15 s. La differenza non è grande ma fa sì che trattando il prodotto per un tempo più breve, ad una temperatura più bassa, si ottenga lo stesso effetto di distruzione dei microrganismi patogeni ma con l’inattivazione delle sole vitamine termosensibili. La riduzione di tempo e temperatura si è ottenuta attraverso il controllo di tutta la filiera di produzione del latte, tutti gli allevamenti, facendo in modo che i bovini non abbiano più malattie trasmissibili con il latte, tutti gli allevamenti sono indenni dalla tubercolosi, brucellosi, facendo in modo che la carica microbica del latte che viene consegnato all’azienda di trasformazione non superi le 10 UFC/g. Quindi un trattamento termico di 72°C per 15 s è sufficiente per ottenere un latte fresco pastorizzato sicuro.

I danni tecnologici possono essere di varia natura:

• Danno meccanico: dovuto ad un’azione di pressione o di shear stress pressione oltre i limiti di resistenza dei prodotti. Si manifesta con una serie di inconvenienti: rotture, fessurazioni, perdite di succhi, formazione di fini. Esempio: i pomodori arrivano all’azienda di trasformazione e sono scaricati in piscine di acqua il più rapidamente possibile, in modo tale che non si schiaccino e quindi si danneggino.
• Danno termico: dovuto agli effetti del calore sui componenti degli alimenti temperatura. Si manifesta con perdita di vitamine, diminuzione di digeribilità di alcuni nutrienti, formazione di off-flavours, off-colors. Il danno termico può provocare o favorire il danno meccanico rendendo i tessuti più fragili, le pareti cellulari meno elastiche, facendo aumentare la pressione interna del prodotto. E può anche favorire il danno chimico per l’ovvio effetto di accelerazione esercitato dall’aumento della temperatura su tutte le reazioni.
• Danno chimico: dovuto a reazioni chimiche e in particolare concentrazione reagenti all’ossidazione, ma può comprendere anche altre reazioni indesiderabili, eventualmente catalizzate da enzimi, di proteolisi o lipolisi, isomerizzazione, fotodegradazione. L’entità di questo danno dipende evidentemente dalla concentrazione delle sostanze reagenti e dalle condizioni al contorno che favoriscono o inibiscono le reazioni.
• Contaminazioni: dovuto a contaminazione chimica o biologica. È un danno dall’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. Si potrebbe indicare questo effetto anche con il termine di “danno ambientale”. L’intensità di questo danno di