Tecnologie delle conserve di origine vegetale

TECNOLOGIA DELLE CONSERVE DI ORIGINE VEGETALE

Schema % delle conserve, di diverso tipo, nel mondo:

Le principali aree di conserve sono Europa e stati uniti. Negli stati

uniti il 50% è dalla California. Gli USA hanno quasi tutta la frutta

processata.

Il Sud America ha un 9%, e in particolare Brasile e Cile.

L’india è uno dei principali produttori di frutta fresca, NON LA

TRASFORMA, infatti ha una % molto bassa. Il Giappone è un

paese importatore per eccellenza, non produce molto.

COSTI D’INDUSTRIA:

Molte volte le industrie preferiscono fare i pretrattamenti

direttamente in campo per diminuire il costo di manodopera.

Il guadagno non è altissimo e hanno un limitato valore aggiunto. Di

solito rinnovano il prodotto cambiando il

modo in cui lo si presenta sul mercato.

In generale nel mondo, si tratta di un settore

in cui le industrie sono abbastanza piccole,

c’è una grande polverizzazione

dell’industria. Molte industrie con pochi

addetti generalmente. Ma ci sono anche

molte multinazionali (vedere foto).

Guardando tutte le filiere alimentari: Le

conserve vegetali rappresentano il 3,9%; i

succhi lo 0,7% mentre il 3,1% sono i surgelati.

STRUTTURA E PRODUZIONE DELL’INDUSTRIA DELLE CONSERVE E SEMICONSERVE

ALIMENTARI

L’industria alimentare ha un basso

valore aggiunto con un costo del

personale che indice significativamente.

→

DERIVATI DEL POMODORO è un orgoglio per

l’Italia. Vedendo dalla tabella l’87,7% dei pomodori è

destinato alla trasformazione. Mentre la Cina, seppur

essendo la prima produttrice, ne trasforma solo il

6,5%.

L’Italia è il principale esportatore di derivati dal

pomodoro, seguito da Cina, USA, Spagna, ecc.

Ma quali sono questi derivati?

In primis il concentrato di pomodoro, poi i pomodori

pelati ed infine le varie salse. Queste ultime più diffuse

nei paesi nordici dove utilizzano più sughi pronti,

ketchup, zuppe, ecc.

In Italia ci sono principalmente due poli agro-industriali:

1. Parma e Piacenza: per concentrati e passate,

abbiamo 30 aziende che trasformano oltre 20000

t/anno

2. Napoli e Salerno: per pelati e simili, dove

abbiamo aziende più piccole che lavorano

mediamente meno di 10000 t/anno.

ORTAGGI APPERTIZZATI AL

→

NATURALE

ORTAGGI SOTTACETO, SOTTOLIO E IN

→

SALAMOIA

In questo campo troviamo la concorrenza artigianale.

Di fatti sappiamo fare per esempio, le melanzane

sott’olio anche a casa. →

SUCCHI E NETTARI DI FRUTTA

Principalmente concentrati che poi

vengono ricostituiti e messi sul mercato

anche gradualmente.

CONSERVE E SEMI-CONSERVE

Questi prodotti conservati spesso cambiano radicalmente le caratteristiche sensoriali e fisiche del

prodotto, e si rendono anche pronti all’uso. Quando noi sottoponiamo queste materie prime a questi

trattamenti per renderli conservabili, cambiamo si le caratteristiche e allunghiamo la shelf-life, ma

anche la quantità di tossine, patogeni ed elementi rischiosi per la salute umana devono essere ridotti

se non eliminati.

CONSERVA:

Perché un prodotto sia definito conserva deve rispettare 2 condizioni: 1. Deve aver subito un

trattamento termico di sterilizzazione e 2. deve essere confezionato in un adatto contenitore ermetico

l’ermeticità è garantita è conserva, nel

(ermetico a tutto: gas, acqua, ecc.). finché momento in cui io

apro il contenitore non è più una conserva. Attuando queste 2 condizioni prolunghiamo la vita del

all’infinito e non c’è bisogno di

prodotto generare condizioni particolari per la loro conservabilità.

Per esempio una conserva non va in frigorifero.

Le conserve possono essere acide (pH<4,5) o non acide (pH>4,5). Il pH è molto importante perché

l’efficienza del trattamento termico, perché in condizioni di

questo andrà a determinare acidità e

quindi di pH basso, i microrganismi non si possono sviluppare. Quindi per le conserve non acide i

più drastici. Ecco perché il pH definisce l’efficacia

trattamenti sono del trattamento termico. Le

conserve poi possono essere batteriologicamente stabili fino a 30°C o a 55°C (per paesi tropicali o

sub-tropicali).

In teoria la conservabilità di una conserva è infinita nel tempo e indipendente da fattori ambientali

esterni e dalle condizioni di conservazione. In pratica fattori ambientali sfavorevoli (es. umidità,

calore, salsedine), talvolta combinati tra loro, possono accorciare la vita della conserva a causa della

perdita di ermeticità del contenitore, oppure si possono verificare lentissime reazioni chimiche che

dell’alimento.

producono modifiche sensoriali

SEMICONSERVE:

Sono tutti quei prodotti che subiscono trattamenti diversi da quelli sopra citati per le conserve.

Per definizione il tempo di conservazione delle semiconserve dipende dalle condizioni di

conservazione.

Nel gruppo delle semiconserve rientrano i prodotti pastorizzati e quelli la cui conservazione è ottenuta

mediane l’uso di sostanze in grado di impedire/selezionare lo sviluppo microbico (sale, aceto,

zucchero, alcol etilico, ecc.) oppure mediamo la formazione di condizioni ambientali sfavorevoli

tramite fermentazione, affumicamento, essiccamento, congelamento, ecc. Anche qui in base al pH

abbiamo: ≥

- semiconserve con pH 4,5 pastorizzate: devono aver subito un trattamento di pastorizzazione e

sono confezionate in contenitori ermetici. Devono riportare in etichetta la dicitura: “da conservare in

frigorifero”.

- semiconserve a qualsiasi pH: sia mediante aggiunta di sostanze inibitrici dello sviluppo microbico

sia mediante processi atti a conferire al prodotto particolari caratteristiche protettive: prodotti

acidificati, salati, fermentati, affumicati, essiccati, liofilizzati, congelati, sotto alcool, ecc. possono

richiedere meno confezione ermetica.

LA CONSERVAZIONE DEGLI ALIMENTI MEDIANTE L’USO DEL CALORE risale al

1810 quando Nicolas Appert mise delle bottiglie a bagnomaria e producendo le prime conserve. Però

era destinato ai soldati Francesi che sfamarli durante la guerra, ma erano scomodi perché erano in

brevetta i contenitori metallici per alimenti. All’epoca per

vetro. Poi nello stesso anno Peter Durand era aprirle in quanto l’apriscatole venne inventato

fare una conserva ci volevano 6 ore e la difficoltà

30 anni dopo. Solo 50 anni dopo si capì il perché della conservazione grazie a Pasteur. Poi Hall e

Donkin brevettarono un metodo per fabbricare conserve di alimenti, copiato da Appert, ma usando

contenitori metallici.

STERILIZZAZIONE

La differenza tra sterilizzazione e pastorizzazione: la sterilizzazione è la condizione, insieme al

contenitore ermetico, che mi definisce la conserva. Ed è il trattamento termico di sterilizzazione che

ed all’inattivazione

conduce alla completa distruzione dei microrganismi, incluse le spore, degli

enzimi.

Non esistono delle condizioni termiche valide indiscriminatamente. La scelta della T°C e della durata

del trattamento dipende infatti sia dalle caratteristiche chimico-fisiche del mezzo (PH, tenore di

acqua, presenza di lipidi), sia dalla necessità di distruggere microrganismi sporigeni.

Lo scopo della sterilizzazione (concetto moderno di sterilizzazione) è quello di rendere stabile

l’alimento nel tempo, operando in modo tale da minimizzare le alterazioni del prodotto (sia di tipo

sensoriale, sia nutrizionale), causate dal trattamento: ciò si ottiene ottimizzando il binomio tempo-

temperatura.

PASTORIZZAZIONE

È il trattamento termico che consente la distruzione dei microrganismi patogeni e ridurre la carica

nell’alimento,

microbica oltre che inattivare parte degli enzimi. Ma non distrugge tutti i

Tale trattamento che consente di prolungare la conservabilità dell’alimento rispetto

microrganismi.

al prodotto non pastorizzato, è utilizzato per la produzione di semiconserve.

DISTRUZIONE TERMICA DEI MICRORGANISMI

PRIMA LEGGE DI BIGELOW: →

Qual è il primo effetto del trattamento termico 1°

–

LEGGE DI BIGELOW = Log N = log N0 t/D

Questa legge permette di conoscere, per un certo tipo

di microrganismo, il numero di microrganismi

sopravvissuti ad un trattamento termico effettuato ad

una determinata T°C costante. Fa riferimento ad una

T°C.

D= TEMPO DI RIDUZIONE DECIMALE. Che è il

tempo necessario per ridurre del 90% un

microrganismo.

Quindi in questo caso diminuisce il log della carica microbica rispetto al tempo e vediamo che la

carica microbica finale non diventa mai zero, ci sarà sempre la probabilità di trovare un

microrganismo in una quantità di prodotto. La STERILITÀ ASSOLUTA NON ESISTE.

La sterilità commerciale si ottiene a seguito di un trattamento termico in grado di ridurre di un certo

numero di ordini di grandezza una popolazione di spore di un microrganismo molto termoresistente.

→ è importante la carica microbica iniziale. ESEMPIO: per le conserve un trattamento di

sterilizzazione deve essere in grado di ridurre di 12 cicli logaritmici la popolazione di spore di

Clostridium Botulinum. Viene utilizzato come riferimento il Clostridium Botulinum, in quanto un

batterio anaerobio molto pericoloso. Il botulinum è molto pericoloso per questa tossina letale, e solo

1gr di questa tossina è in grado di uccidere 1 milione di persone. Quindi quando facciamo le conserve

a casa è importante aggiungere aceto all’acqua, quando si fa bollire, per diminuire il pH ed evitare la

crescita di microrganismi patogeni.

Il valore di D varia in base a diversi fattori.

Questi fattori sono:

- pH (se il prodotto è acido o meno)

Tenore d’acqua

-

- Presenza di lipidi: in quanto i lipidi hanno un

effetto di protezione nei confronti dei

microrganismi, quindi dovrò fare dei trattamenti

più drastici (tipo per la pastorizzazione dell’uovo

o della panna).

- Fase di crescita del microrganismo

- Tipo di microrganismo

Vediamo che il tempo di trattamento e le relative T°C, sono più alte per le spore (S), piuttosto che

per le forme vegetative (m).

SECONDA EQUAZIONE DI BIGELOW

 Log (D1/D2) = (t2-t1)/Z

Introdotta nella 2° guerra mondiale, sempre per sfamare i

soldati.

Permette di conoscere, per un certo tipo di microrganismo, il

numero di microrganismi sopravvissuti ad un trattamento

termico effettuato ad una determinata T°C costante.

Nella prima equazione si parla di una temperatura, una sola.

Mentre la seconda equazione mette in relazione D in funzione

della T°C di trattamento. Quindi mette in relazione il tempo di

distruzione quel microrganismo in quelle

determinate condizioni (di pH ecc.) a quella T°C.

Anche qui sull’asse delle Y abbiamo una scala

logaritmica. E qua abbiamo il parametro Z che è

la differenza di T°C (in questo caso 112-

97=15°C) che determina una variazione di 10

volte di D, in altri termini rappresenta

quell’aumento di T°C che determina

un’accelerazione di 10 volte della velocità di

distruzione termica del microrganismo.

Dalla tabella vediamo che lo Z dei

microrganismi è inferiore a quello delle reazioni.

La retta rossa (quella che non è parallela alle

altre), è la retta di sterilizzazione. Quindi tutti gli

abbinamenti di T°C e t portano allo stesso effetto

sterilizzante. Da questa pendenza io posso dedurre

lo Z, ho lo stesso effetto ma con condizioni

differenti. Le altre linee (in verde, quelle parallele)

sono le linee di distruzione della vitamina C al 100,

75, 50 3 25% di distruzione. Quindi l’aumento di

10°C accelera di 10 volte la sterilizzazione ma non

riesce a distruggere del tutto la vit. C; se siamo nel

punto di intersezione tra la retta di sterilizzazione e

la retta del 25% di distruzione (circa 135°C per

poco più di 1 secondo). Quindi bisogna sterilizzare

ma cercando di minimizzare al massimo il danno

termico. →

GRAFICO nella zona di UHT: a T°C alte e tempi io riesco a sterilizzare senza imbrunire il latte.

Mentre sopra la soglia di imbrunimento ho T°C più basse e t più lunghi e non va bene.

Nella 1° eq. consideriamo che la T°C sia sempre costante,

c’è una fase

ma in realtà nei processi, la T° varia. Di solito

di riscaldamento, una di sosta, ed una di raffreddamento.

Il rapporto Log N0/N; è il rapporto di come sto riducendo

la mia popolazione. L’integrale di 1/D in funzione del

tempo, la risoluzione di questo mi permetterà di sapere

quante riduzioni decimali ho fatto della mia popolazione.

È chiaro che sarebbe l’area sotto la curva del grafico a dx

in basso. Questo è il primo enunciato di bigelow.

Il trattamento a cui noi andiamo a sottoporre il prodotto,

deve essere la T°C nel punto più sfavorevole del

contenitore, in modo da garantire che tutto il prodotto

abbiamo subito la sterilizzazione.

Nei prodotti solidi, il punto più sfavorito termicamente è

quello centrale, qui la trasmissione avviene per

conduzione. Nel caso di prodotti solidi immersi in un

liquido, tipo i piselli in salamoia, anche lì sarà il punto

centrale quello sfavorito.

i prodotti liquidi poco viscosi, la trasmissione avviene

per convezione quindi qualsiasi punto è la stessa cosa.

Per un prodotto viscoso invece, non si sa bene come

posizione il dataloger, in quanto dipenderà dalla viscosità

del prodotto e anche dallo spazio di testa.

A seconda della dinamica dei fluidi può esserci un

flusso laminare (a), o turbolento (b). la differenza tra

questi due è la uniformità di flusso di velocità di

passaggio attraverso la tubatura. Quindi il t di

permanenza di ogni particella, se il flusso è laminare,

non è costate: la velocità media è la metà della

velocità massima, quindi c’è una grande eterogeneità.

Le particelle che si trovano a contatto con la parete,

può succedere, che abbiamo un tempo di permanenza

più basso rispetto a quelle centrali (vedere le frecce

del flusso laminare).

Nel flusso laminare, per esempio se D= 2 secondi, e

le particelle vicino alla tubatura hanno un tempo di

percorrenza di 6 s mentre quelle al centro hanno un t

di permanenza di 36 secondi, perché la velocità è

maggiore; quante riduzioni decimali avrò fatto delle

particelle che si trovano vicino alla parte? 6/2=3.

Mentre quelle al centro 32/2=18. In un caso ho

ottenuto solo 3 riduzioni ed il prodotto non è sterile.

L’altro ne ha fatte 18 quindi il prodotto è sterile ma

probabilmente anche danneggiato termicamente,

dove c’è un flusso turbolento la velocità

quindi

media delle particelle è l’80-85% rispetto a quella

massima, quindi si cerca di provocare una

turbolenza, in modo tale da riuscire ad avere uno stesso trattamento termico in tutta la massa. Di solito

le industrie sovra trattano per essere sicuri che sia sterile, non si esagera, per evitare di danneggiare

il prodotto, ma è meglio sovra trattare che sotto trattare. Il trattamento in contenitore comunque

danneggia meno che in quello sfuso.

CONCETTI DI f0 e c0: sono il tempo in minuti; ma

f0 è riferito al microrganismo e c0 alla reazione.

Il parametro f0 di un trattamento termico qualsiasi,

rappresenta i minuiti equivalenti di quel trattamento,

a 121°C. Di solito è riferito alla distruzione

l’effetto

microbica in base allo z scelto. F0 indica

sterilizzante.

Mentre il paramento c0 di un trattamento termico

indica l’effetto cottura e rappresenta i

qualsiasi, di quel trattamento a 100°C. di solito è riferito all’effetto chimico in base allo z

minuti equivalenti

scelto.

Di solito l’azienda dà indicazioni su quale deve essere f0. L’azienda in base agli impianti che ha deve

assicurare che raggiunga l’f0 richiesto.

DOMANDE ESAME: cos’è conserva, semi conserva, sterilizzazione, pastorizzazione, qual è

l’effetto del calore sui microrganismi e l’evoluzione delle autoclavi.

LA CONSERVAZIONE DEGLI ALIMENTI MEDIANTE L’USO DEL SALE

→

L’effetto del sale sui microrganismi possibile domanda.

Nell’industria delle conserve viene utilizzata una salamoia a diverse concentrazioni.

Il sale ha effetti distruttivi sui microrganismi, perché crea delle condizioni tali da evitare il loro

sviluppo. Sono 4 gli effetti che provoca:

1. Il sale in soluzione acquosa, cioè in salamoia,

esercita pressione osmotica. La pressione

osmotica è una proprietà colligativa e dipende

dal n° di molecole in soluzione. Quindi se

andiamo a considerare il peso molecolare del

sale (NaCl) è 58,5 e quella del saccarosio che

è 342, ad una pari concentrazione chi esercita

una maggiore pressione osmotica? Per esempio ho di entrambe 100 gr in 1000 gr di h2o,

l’NaCL esercita una dell’NaCl sarà maggiore

pressione maggiore, perché il numero di moli

del numero di moli del saccarosio. Perché 1100/342 = 3,2 mentre 1100/58,5 = 18,9. Questo

andrà a generare una maggiore pressione

osmotica nella soluzione di sale rispetto a

quella con il saccarosio. Cosa significa

pressione osmotica?

Nella isotonica c’è equilibrio, i puntini sono

uguali. Nella ipotonica i pallini sono di più in

quello interno quindi per la pressione osmotica,

la parte esterna va verso l’interno e la cellula

andrà ad esplodere; mentre nell’ipertonica

all’esterno abbiamo una maggiore quantità di

soluti, tipo il sale cioè la salamoia, quindi

dall’interno, tipo di un a