Tecnologia e qualità degli alimenti

Tecnologia e qualità degli alimenti

Tecnologia alimentare

Tecnologia alimentare: studio dei processi di conservazione e trasformazione dei prodotti alimentari. Essa non ha limitazioni di scala, riguarda la grande industria quanto la piccola produzione artigianale. Ha inizio con la raccolta delle materie prime e termina con la vendita del prodotto finito per il consumo. La conservazione permette di utilizzare un prodotto per un periodo più lungo rispetto a quello che la natura permetterebbe.

Prodotto alimentare: termine generico con cui si indica tutto ciò che è destinato al consumo alimentare, come tale o dopo essere stato conservato o trasformato.

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.

Prodotti intermedi: tutti i prodotti derivanti da manipolazioni e trasformazioni delle materie prime, ma non ancora diventati prodotto finito, oggetto di commercio.

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

Processo della tecnologia alimentare

L’insieme di operazioni, materiali, attività, controlli che vengono messi in atto per trasformare un input in un output, cioè, nella logica aziendale, le materie prime in prodotti finiti. Questo schema fornisce una importante informazione e cioè che qualunque processo richiede un controllo, poiché le caratteristiche dell’output devono essere conformi agli standard prestabiliti e, se non lo sono, si deve intervenire (feedback) per modificare le condizioni del processo e riportare l’output nella conformità. Un processo tecnologico è costituito da una sequenza di operazioni unitarie applicate a una o più materie prime, ordinate secondo una certa sequenza. 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 consentire il trasporto ed aumentare la shelf-life;
• Produrre ingredienti alimentari;
• Produrre alimenti dalla combinazione e trasformazione di materie prime e ingredienti.

Gli scopi della tecnologia alimentare (conservare e trasformare) devono essere ottenuti con la massima efficienza, ossia con le minime perdite materiali, il minimo consumo energetico e il minimo danno tecnologico.

Per qualità si intende (definizione ISO 1994) l’insieme delle proprietà e delle caratteristiche di un’entità che conferiscono ad essa la capacità di soddisfare esigenze espresse ed implicite. I requisiti di qualità di un prodotto alimentare sono:

• Sicurezza (prerequisito): assenza di sostanze tossiche, di microorganismi patogeni, tossine e micotossine, virus, parassiti o infestanti, contaminanti ambientali, residui di pesticidi e farmaci, cessioni da materiali e imballaggi. Per determinati prodotti dev’essere garantita l’assenza di specifici allergeni.
• Adeguatezza nutrizionale: adeguato apporto di calorie e nutrienti.
• Qualità sensoriale: aspetto, colore, aroma, gusto, consistenza, ecc.
• Qualità funzionale e tecnologica (es. insalate di quarta gamma); questa qualità funzionale e tecnologica ha implicazioni su nutrizione e qualità sensoriale.
• Rispondenza legale e merceologica.
• Stabilità.

Il danno tecnologico (perdita del valore nutrizionale e/o delle caratteristiche sensoriali) deve essere il minimo possibile. Lo scopo della tecnologia è di conseguire l’effetto voluto minimizzando gli effetti non voluti ("ottimizzazione"). Un danno tecnologico può essere: meccanico (es. da pressione), termico, chimico (es. da concentrazione reagenti), contaminazione chimica o biologica.

Quando si conserva un alimento (tecnologie di conservazione) si prolunga la vita commerciale di un prodotto; quando si trasforma un alimento (tecnologie di trasformazione) si modificano le caratteristiche di un prodotto (per esempio la composizione). In ogni caso, il prodotto finito deve assomigliare il più possibile a quello iniziale in termini di qualità sensoriale e nutrizionale.

Schema delle tecnologie di conservazione e di trasformazione

Questa classificazione ha una sua validità, ma non è da considerarsi assoluta.

• Conservazione
  • Breve termine:
    • Refrigerazione;
    • Tecnologie combinate: refrigerazione in combinazione con pastorizzazione, irraggiamento, confezionamento in atmosfera modificata o altre mild technologies.
  • Lungo termine:
    • Congelamento: trasformazione dell’acqua in ghiaccio così che non sia disponibile allo sviluppo microbico né ad agire come solvente in reazioni enzimatiche;
    • Sterilizzazione: distruzione di tutti i microorganismi e spore microbiche;
    • Disidratazione: rimozione dell’acqua dal prodotto (es. fagioli secchi).
• Trasformazione (impatto maggiore sul prodotto finito) 3 tipi:
  • Frazionamento riguarda i prodotti che vengono estratti da una matrice (es. olio dalle olive, farina dai chicchi di frumento/mais, ecc):
    • Separazione meccanica;
    • Separazione fisica e chimico-fisica.
  • Combinazione di più ingredienti per produrre qualcosa:
    • Semplice miscelazione (es. coca cola);
    • Miscelazione con testurizzazione.
  • Trasformazioni chimiche:
    • Reazioni indotte dal calore;
    • Reazioni chimiche ed enzimatiche;
    • Azione meccanica.

Operazione unitaria di un processo tecnologico

Operazione tecnologica basata su principi unitari e descritta da opportune equazioni di bilancio e cinetiche. È la fase elementare di un processo tecnologico. I principi che regolano l’andamento di una data operazione unitaria non dipendono dalla specifica applicazione e dal materiale trattato, ma possono essere definite in maniera indifferenziata (unitaria) quale che sia il settore e il materiale di applicazione dell’operazione. È possibile classificare le operazioni unitarie in due gruppi (operazioni fondamentali e operazioni complementari).

Operazioni unitarie fondamentali

Operazioni unitarie complementari

Classificazione delle operazioni unitarie sulla base della natura del fenomeno

Principali cause di alterazione degli alimenti

• Microorganismi: possono causare infezioni, intossicazioni e tossinfezioni, inoltre, possono determinare la degradazione dei principi alimentari a scapito del valore nutritivo e sensoriale (es. latte inacidito dalla fermentazione del lattosio ad acido lattico da parte dei batteri lattici). Mezzi di difesa:
  • Trattamenti termici: i microorganismi più resistenti al calore sono le muffe, i lieviti ed i batteri sporigeni;
  • Refrigerazione, congelamento e surgelazione;
  • Disidratazione (es. essiccamento, liofilizzazione);
  • Aggiunta di zucchero e sale che alterano la pressione osmotica;
  • Aggiunta di alcool e aceto con azione tossica e acidificante rispettivamente;
  • Affumicatura;
  • Aggiunta di conservanti.
• Enzimi: possono agire modificando le caratteristiche nutrizionali e sensoriali. Mezzi di difesa:
  • Trattamenti al calore;
  • Controllo temperatura;
  • Controllo pH;
  • Controllo aw (activity water).
• Ossigeno e luce: determinano o accelerano le reazioni di ossidazione. Mezzi di difesa:
  • Disareazione;
  • Confezionamento sottovuoto o in gas inerti;
  • Aggiunta di sostanze antiossidanti (es. acido ascorbico);
  • Usare confezioni ermetiche.

Le modificazioni a cui sono soggetti i prodotti alimentari durante l’immagazzinamento sono l’effetto combinato di diversi fenomeni le cui cinetiche sono influenzate dalla temperatura. La stabilità di un prodotto alimentare dipende spesso dalla temperatura. Elevate temperature, a cui talvolta è necessario sottoporre un prodotto, possono causarvi danno (danno termico). La tecnologia alimentare ha cercato, quindi, negli anni di trovare diversi modi per ridurre gli effetti negativi:

• Pastorizzazione e sterilizzazione: tecniche HTST (high temperature short time), condizionamento asettico, microonde, iniezione e infusione di vapore, riscaldamento ohmico.
• Disidratazione: essicamento a letto fluido o sottovuoto (pressione inferiore a quella atmosferica, l’acqua evapora a temperature minori causando minor danno termico); osmo-disidratazione (non usa il calore, ma combina di essicamento e disidratazione); deidrocongelamento; liofilizzazione.
• Evaporazione: spray o in strato sottile; osmosi inversa; crioconcentrazione.
• Altre tecnologie: utilizzo di più tecniche assieme che permettano di ridurre il trattamento termico (es. microfiltrazione, refrigerazione + atmosfera modificata, hurdle technology).

Legislazione in merito all’etichettatura dei prodotti agro-alimentari

Il regolamento relativo all’etichettatura dei prodotti agro-alimentari è stato emesso nel 2011 ma applicato completamente nel 2016 (Regolamento Comunitario n. 1169, 25 ottobre 2011), più nello specifico:

• Pubblicazione: 22/10/2011
• Entrata in vigore: 13/12/2011
• Applicazione: 13/12/2014
  • Requisiti specifici alla designazione delle carni macinate: 01/01/2014
• Deroga riguardante la dichiarazione nutrizionale obbligatoria: 13/12/2016

Tale Regolamento introduce le nuove norme sulle informazioni alimentari obbligatorie e volontarie per l’etichettatura dei prodotti agroalimentari. La normativa è in continua evoluzione; vi sono ancora alcune questioni irrisolte a cui il legislatore fornirà successivamente soluzione.

Prima della pubblicazione del Reg. UE 1169/2011, in merito all’etichettatura dei prodotti alimentari, la Comunità Europea emetteva Direttive, ossia indicazioni che i paesi dell’Unità Europea erano tenuti a seguire, ma solo dopo aver ricevuto attuazione attraverso decreti legislativi nazionali. Tuttavia, spesso accadeva che non vi fosse coerenza tra i vari paesi, perché ognuno applicava le Direttive in tempi diversi. Al contrario delle Direttive, i Regolamenti sono immediatamente applicabili, non possono essere modificati dai diversi stati e le leggi nazionali non possono in alcun modo entrare in contrasto con essi.

Il dibattito che ha preceduto il regolamento è durato diversi anni, interpellando e valutando le esigenze di tutte le parti sociali interessate. Rispetto alla disciplina precedente, il regolamento introduce alcune novità di rilievo. I principali motivi sono:

• La necessità di realizzare una normativa comune, applicata in tutti gli stati membri;
• Semplificazione e armonizzazione della struttura normativa;
• Riscontro con le esigenze dei produttori;
• Aumento della tutela e dell’informazione dei consumatori.

Il Reg. UE 1169/2011 è un testo unico che raccoglie ed armonizza le precedenti norme relative a etichettatura (incluso quella nutrizionale), presentazione e pubblicità (quindi relativa anche agli spot televisivi) dei prodotti alimentari, comprese le norme relative agli allergeni. Le norme sull’etichettatura diventano identiche per tutti i paesi dell’UE e l’entrata in vigore della norma è simultanea.

Principi generali delle informazioni sugli alimenti

Articolo 3

Obiettivi generali delle informazioni sugli alimenti

1. La fornitura di informazioni sugli alimenti tende a un livello elevato di protezione della salute e degli interessi dei consumatori, fornendo ai consumatori finali le basi per effettuare delle scelte consapevoli e per utilizzare gli alimenti in modo sicuro, nel rispetto in particolare di considerazioni sanitarie, economiche, ambientali, sociali ed etiche.
2. La normativa in materia di informazioni sugli alimenti intende stabilire nell’Unione le condizioni per la libera circolazione degli alimenti legalmente prodotti e commercializzati, tenuto conto, ove opportuno, della necessità di proteggere gli interessi legittimi dei produttori e di promuovere la fabbricazione di prodotti di qualità.
3. Quando la normativa in materia di informazioni sugli alimenti stabilisce nuovi requisiti, è opportuno garantire un periodo transitorio, dopo l’entrata in vigore di tali requisiti, salvo nei casi debitamente motivati. Durante detto periodo transitorio gli alimenti la cui etichetta non soddisfa i nuovi requisiti possono essere immessi sul mercato e gli stock dei suddetti alimenti immessi sul mercato prima della scadenza del periodo transitorio possono continuare a essere venduti.
4. I cittadini e le parti interessate sono consultati in maniera aperta e trasparente, direttamente o attraverso organi rappresentativi, nel corso dell’elaborazione, della valutazione e della revisione della legislazione alimentare, a meno che l’urgenza della questione non lo permetta.

I seguenti punti chiave emersi durante il lavoro preparatorio sono stati poi normati in maniera più precisa:

• Composizione e caratteristiche: si deve migliorare la trasparenza delle informazioni indicate.
• Origine e provenienza di prodotti e materie prime: si deve fare chiarezza sull’effettiva provenienza dei prodotti (alimenti «green» ed ecosostenibili). Ad esempio, capitava che sull’olio extravergine d’oliva venisse indicato come paese d’origine l’Italia, nonostante in realtà in Italia avvenisse solo l’imbottigliamento.
• Presenza di ingredienti allergenici: si deve informare il consumatore riguardo a ingredienti che possano causare reazioni avverse in determinati soggetti. Prima il modo in cui veniva indicato l’allergene diventava troppo “pesante” per chi allergico non era, ora si indicano gli allergeni semplicemente evidenziandoli nella lista degli ingredienti.
• Informazioni nutrizionali: si vuole contrastare obesità, sovrappeso e in generale malattie riconducibili a diete squilibrate e stili di vita poco salutari. L’indicazione, in precedenza, era volontaria e arbitraria, ora invece bisogna dare un quadro più preciso al consumatore, attraverso l’etichetta nutrizionale.
• Leggibilità delle informazioni essenziali: si deve garantire l’effettiva leggibilità delle informazioni riportate.

Articolo 4

Principi che disciplinano le informazioni obbligatorie sugli alimenti. Tre categorie di informazioni:

• Caratteristiche dell’alimento (identità, composizione, proprietà);
• Informazioni sulla protezione della salute;
• Informazioni sulle caratteristiche nutrizionali.

Informazioni sulla protezione della salute dei consumatori e sull’uso sicuro dell’alimento. In particolare:

• Gli attributi collegati alla composizione del prodotto che possono avere un effetto nocivo sulla salute di alcune categorie di consumatori;
• La durata di conservazione, le condizioni di conservazione e uso sicuro;
• L’impatto sulla salute, compresi i rischi e le conseguenze collegati a un consumo nocivo e pericoloso dell’alimento.

Articolo 7

1. Le informazioni sugli alimenti non devono indurre in errore, in particolare:
   1. Per quanto riguarda le caratteristiche dell’alimento e, in particolare, la natura, l’identità, le proprietà, la composizione, la quantità, la durata di conservazione, il paese d’origine o il luogo di provenienza, il metodo di fabbricazione o di produzione (non bisogna lasciare spazio all’immaginazione)
   2. Attribuendo al prodotto alimentare effetti o proprietà che non possiede;
   3. Suggerendo che l’alimento possiede caratteristiche particolari, quando in realtà tutti gli alimenti analoghi possiedono le stesse caratteristiche, evidenziando in modo esplicito la presenza o l’assenza di determinati ingredienti e/o sostanze nutritive;
   4. Suggerendo, tramite l