DEPERIBILITA DEGLI ALIMENTI Si dicono alimenti deperibili quegli

DEPERIBILITA’ DEGLI ALIMENTI Si dicono alimenti deperibili quegli alimenti che sono facilmente aggredibili dai microrganismi perché contengono la maggior parte dei principi nutritivi necessari per lo sviluppo microbico (carboidrati, proteine, grassi, vitamine, sali minerali, ecc…); hanno un p. H debolmente acido e un elevato tenore di acqua libera (aw). Questi alimenti sono soggetti a rapido deterioramento se non sono condizionati adeguatamente e non viene ridotto al minimo il rischio di contaminazione.

ANALISI MICROBIOLOGICHE PER GLI ALIMENTI DEPERIBILI ALIMENTO ANALISI Carne e derivati Salmonelle, C. perfringens, S. aureus*, C. jejuni, L. monocytogenes, Y. enterocolitica Pesce e molluschi Vibrio parahaemolyticus, vibrio cholerae Uova e derivati Salmonelle, streptococchi beta-emolitici, staphylococcus aureus Latte crudo Salmonelle, S. aureus* C. jejuni, L. monocytogenes, Y. Enterocolica, streptococchi beta-emolitici Ortaggi Shigella e salmonella spp*, E. coli enteropatogeno, L. monocytogenes * Sono microrganismi indicatori di avvenuta manipolazione da parte di persone

OPERAZIONI FONDAMENTALI DELLA FILIERA ALIMENTARE LA CONSERVAZIONE dei prodotti alimentari è finalizzata al mantenimento da parte dell’alimento stesso delle caratteristiche proprie di qualità igienica, commerciale ed organolettica. Le tecniche di conservazione si dividono in: § modificano aspetti fisici e/o chimici del prodotto § sfruttano procedimenti microbiologici § attuano tecniche di confezionamento

METODI FISICI: • TRATTAMENTI A CALDO riscaldamento, cottura, pastorizzazione e sterilizzazione • TRATTAMENTI TERMICI A FREDDO Refrigerazione, congelamento e surgelazione • SOTTRAZIONE DI ACQUA AL PRODOTTO Congelamento e surgelazione

TEMPERATURA: E’ un importante fattore di conservazione in grado di condizionare le proprietà fisiche e organolettiche del prodotto e la sua vita commerciale. La temperatura è in grado di selezionare la microflora presente sul prodotto. In base al range di temperatura ottimale per lo sviluppo i microrganismi si distinguono in: • Psicrofili – 5°C/+30°C • Mesofili +30°C/+37°C • Termofili +40°C/+60°C E’ necessario ricordare, inoltre, che esistono altri fattori che incidono sulla termoresistenza e sono: p. H, aw, presenza di sostanze grasse che fungono da protezione, durata del trattamento termico, etc…

TRATTAMENTI A CALDO RISCALDAMENTO E COTTURA La cottura è un’operazione unitaria di trattamento termico che, garantendo un’estensione della shelf-life del prodotto, ne provoca parallelamente variazioni a livello di consistenza, colore, gusto e qualità nutrizionale. L’ottimizzazione della cottura consiste nel mantenere il più possibile inalterate le proprietà nutrizionali e sensoriali del prodotto, distruggere la microflora indesiderata per creare condizioni ottimali per quella eventualmente necessaria per il processo, minimizzando le perdite e la formazione di composti non desiderati.

I parametri fondamentali della cottura sono 3: Il tipo di mezzo riscaldante (acqua, irraggiamento, contatto, olio bollente, ecc…) La temperatura del mezzo scaldante L’attività dell’acqua del mezzo scaldante TIPOLOGIE DI COTTURA: bollitura cottura a vapore COTTURA AMEZZO UMIDO cottura a pressione cottura a bagno maria cottura in forno COTTURA AMEZZO SECCO cottura alla piastra e alla griglia frittura

PASTORIZZAZIONE e STERILIZZAZIONE Vengono considerati, nell’industria alimentare, come trattamenti termici finali di bonifica per le conserve alimentari di ogni genere di succhi di frutta alle conserve. servono principalmente a garantire al prodotto una vita commerciale molto prolungata. La pastorizzazione e la sterilizzazione vengono eseguite secondo lo schema seguente: MATERIE PRIME Frutta, verdura, carne, latte, pesce, vegetali STOCCAGGIO Allo stato congelato o refrigerato PREPARAZIONE Scelta, pulitura, pelatura, taglio, ecc… BLANCHINNG CONDIZIONAMENTO In scatola metallica, vetro o plastica TRATTAMENTO TERMICO PASTORIZZAZIONE Fino a 100°C PRERISCALDAMENTO STERILIZZAZIONE Fino a 150°C CHIUSURA ERMETICA aggraffatura, capsulatura, termosaldatura CONDIZIONAMENTO ASETTICO TRATTAMENTO TERMICO PASTORIZZAZIONE Fino a 100°C STERILIZZAZIONE Fino a 150°C STOCCAGGIO

I trattamenti termici di sterilizzazione e pastorizzazione vengono sempre preceduti da: • BLANCHING che ha lo scopo di distruggere i microrganismi e gli enzimi non termoresistenti L’ottimizzazione di tali processi consiste in trattamenti ad alte temperature per tempi brevi (HTST High Temperature Short Time) tali da dustruggere la microflora indesiderata e minimizzare il danno termico prodotto.

TRATTAMENTI TERMICI A FREDDO questo tipo di conservazione non elimina le cause di degradazione, ma agendo sulla velocità enzimatica e sulla disponibilità dell’acqua libera, rallenta lo sviluppo microbico. L’ACQUA LIBERA (aw) E’ l’acqua di cui i microrganismi possono effettivamente disporre a differenza dell’umidità di un substrato o di un alimento che rappresenta, invece, il contenuto totale di acqua, compresa quella non disponibile. Generalmente l’optimun di aw per la crescita microbica è > 0. 95

REFRIGERAZIONE: Consiste nel mantenere gli alimenti a temperature comprese tra 0°C e 10°C. gli alimenti a queste temperature non subiscono una diminuzione di aw, per cui la conservazione è dovuta esclusivamente al fatto che a quelle temperature le cellule microbiche, pur rimanendo in vita, rallentano il loro metabolismo. La refrigerazione è utile per conservare gli alimenti per tempi non prolungati e questi possono variare a seconda della deperibilità degli stessi.

CONGELAMENTO e SURGELAZIONE Queste tecniche prevedono di portare l’alimento a – 18°C provocando un cambiamento nello stato dell’acqua che da liquida diventa solida. Con queste temperature non si ottiene un’azione battericida, ma si impedisce lo sviluppo dei microrganismi provocando un blocco di tutte le reazione metaboliche. Da ciò la necessità che i prodotti alimentari sottoposti a congelamento e a surgelazione siano idonei sotto l’aspetto microbiologico prima del trattamento.

Velocità di CONGELAMENTO e SURGELAZIONE Alle temperature richieste per effettuare il congelamento l’acqua dell’alimento solidifica formando cristalli di ghiaccio puro e provocando la separazione dei soluti. La grandezza dei cristalli è inversamente proporzionale alla velocità con cui si raggiungono i – 18°C. Se si formano cristalli troppo grossi, questi possono provocare lesioni meccaniche alle membrane cellulari causando la fuoriuscita dei soluti ed in seguito in fase di scongelamento fenomeni di essudazione con perdita d’acqua e di principi nutritivi. Il congelamento rapido viene detto surgelazione; questa permette di conservare meglio le caratteristiche nutrizionali e organolettiche. E’ importante durante la conservazione il mantenimento costante della catena del freddo poiché minime fluttuazioni verso l’alto della temperatura possono provocare fenomeni di ricristallizzazione conseguente aumento dei nuclei di solidificazione.

EFFETTI DEL CONGELAMENTO SUI MICRORGANISMI Alle temperature di congelamento si hanno alcuni effetti letali sui microrganismi senza però che si abbia mai il raggiungimento delle condizioni si sterilità. La morte dei microrganismi è essenzialmente dovuta alle lesioni che vengono provocate dai cristalli di ghiaccio, intra e extracellulari, a livello della membrana e della parete cellulare. Se ne deduce che più sarà lento il trattamento di congelamento (più sono grandi i cristalli) maggiore sarà la mortalità batterica indotta. SCONGELAMENTO LENTO: non è corretto da un punto di vista igienico perché favorisce la ripresa moltiplicativa dei microrganismi che in questo modo non vengono sottoposti a shock termico, ma è idoneo per la qualità dell’alimento che in questo modo ha il tempo di far riassorbire l’acqua libera senza incorrere in fenomeni di essudazione e perdita di peso. VELOCE: igienicamente corretto. I trattamenti di scongelamento più idonei sono quelli in frigorifero e in microonde.

TRATTAMENTI CHIMICI Per trattamento chimico si intende l’impiego intenzionale di una serie di sostanze durante la produzione di un alimento allo scopo di consentire una maggiore durata nel tempo e di mantenere il più possibile a lungo inalterate le qualità nutrizionali. Un esempio di questi trattamenti è rappresentato dall’aggiunta all’alimento dell’ADDITIVO ALIMENTARE: sostanza che viene addizionata all’alimento esclusivamente per fine tecnologico.

ADDITIVI ALIMENTARI • ANTIMICROBICI: conservati con azione diretta sui microrganismi Per la scelta dell’antibiotico da utilizzare si deve tener conto di alcuni fattori, come il p. H e del fatto che un additivo può essere efficace contro un determinato tipo di microrganismo e rivelarsi inefficace contro altri. • ANTIOSSIDANTI: azione di protezione sull’alimento Gli additivi alimentari vengono approvati soltanto qualora si possa dimostrare l’esistenza di una sufficiente necessità tecnologica, se non presentano un pericolo per la salute e se non inducono il consumatore in errore. Per questo gli additivi alimentari devono essre tenuti sotto costante controllo ed essere riesaminati alla luce di nuove informazioni scientifiche.

TRATTAMENTI CON RADIAZIONI: IRRAGGIAMENTO Le tecniche di irraggiamento sono 2 e si dividono in base al tipo di radiazioni utilizzate: • RADIAZIONIZZANTI di natura sia corpuscolare sia elettromagnetica con frequenze molto basse: sono raggi catodici, raggi X e raggi gamma vengono per lo più impiegati per eliminare gli insetti e parassiti, nella disinfestazione delle frutta e delle granaglie. L’effetto microbicida è dovuto essenzialmente ad un’azione sul DNA cellulare che una volta danneggiato impedisce alla cellula di replicarsi. Queste radiazioni esplicano effetti collaterali sul colore e il sapore degli alimenti. Il Italia le radiazionizzanti non sono ammesse per il trattamento degli alimenti, eccetto i raggi gamma per annullare la germicità di alcuni vegetali come ad esempio patate, cipolle e agli.

RADIAZIONI ELETTROMAGNATICHE A BASSA FREQUENZA: • ULTRASUONI: esplicano un’azione battericida e tale azione è dovuta al calore che si accompagna alla loro emissione e a fenomeni di natura proteica. Gli svantaggi del loro utilizzo è rappresentato dalla distruzione delle vitamine. • ONDE ELETTROMAGNETICHE (MICROONDE): vengono prodotte da corrente alternata. Le microonde eccitano le molecole d’acqua e degli altri composti dipolari facendo aumentare la loro energia cinetica che viene trasmessa alle altre molecole con un conseguente aumento della temperatura per attrito. I vantaggi di questa tecnica sono rappresentati alla capacità di penetrazione nell’alimento mentre gli svantaggi sono imputabili all’elevato costo, le ossidazioni, e la denaturazione delle proteine. • INFRAROSSI: vengono impiegati in procedimenti di disidratazione e di inattivazione enzimatica dei prodotti pulvirulenti. il vantaggio è l’elevata velocità di riscaldamento e lo svantaggio e quello di non propagarsi all’interno di corpi non trasparenti. • RADIAZIONI ULTRAVIOLETTE: vengono impiegate nella lavorazioni di alimenti per sterilizzare l’aria, le attrezzature egli involucri per il confezionamento asettico. agiscono provocando mutazioni del DNA che impediscono la replicazione. • RAGGI UV: possono provocare sugli uomini e su gli animali, esposti a irradiazioni eccessive, irritazioni alle mucose, eritemi, arrossamenti.

ALTRI METODI DI CONSERVAZIONE: 1)DISIDRATAZIONE (essiccamento) Il meccanismo che consente questo tipo di conservazione si basa sul fatto che microrganismi necessitano di una determinata quantità di acqua disponibile per svolgere le loro attività metaboliche. Il tempo di conservazione di un alimento sottoposto a disidratazione varia a seconda dell’acqua residua nell’alimento: a valori di aw inferiori a 0. 61 le prime alterazioni si possono verificare dopo 2 anni ad opera di poche specie fungine. Tuttavia l’essiccamento come per il congelamento non è in grado di eliminare completamente i microrganismi per cui un alimento essiccato non è un alimento sterile e nel momento in cui viene reidratato i microrganismi possono riprendere le loro attività.

ESSICCAMENTO E’ utilizzato per i prodotti di origine animale, in particolare per i prodotti liquidi come il latte e uova mentre non è indicata per la carne nella quale provoca effetti indesiderati. I metodi di disidratazione (essiccamento) industrialmente impiegati sono differenziati a seconda del tipo di impianto utilizzato: • • Essiccamento a letto fresco o a letto fluido Essiccamento su cilindri rotanti Essiccamento spray Essiccamento sottovuoto

LIOFILIZZAZIONE E’ il metodo più moderno tra i trattamenti di disidratazione. Si basa sulla sublimazione (trasformazione del ghiaccio direttamente in gas) sotto vuoto spinto dei cristalli di ghiaccio formatisi nell’alimento dopo opportuno congelamento. Consente di ottenere prodotti quasi privi di acqua e a differenza dell’essiccamento tradizionale con una struttura porosa corrispondente alla struttura originale. Questi prodotti di conseguenza sono facilmente idratabili e quindi è opportuno che vengano conservati in involucri impermeabili. Ricordiamo che la liofilizzazione viene sfruttata in microbiologia per conservare le cellule microbiologiche una volta reidratate, anche dopo molto tempo, riprendono le loro attività metaboliche.

2)Conservazione mediante impiego di SALE E ZUCCHERO • SALAGIONE: il meccanismo di conservazione si basa sull’effetto disidratante del sale operato sulle cellule dell’alimento e sui microrganismi e alla produzione di ioni cloruro che sono nocivi per i batteri. Il sale, inoltre, riduce la quantità di ossigeno che può sciogliesi nei tessuti degli alimenti, bloccando la moltiplicazione dei microrganismi che hanno bisogno di ossigeno. Bisogna tener conto però che in natura esistono anche microrganismi capaci di svilupparsi ad alte concentrazioni saline: germi alofile e che ad alte concentrazioni saline può svilupparsi la microflora che può provocare fenomeni alterativi e putrefattivi. Esistono 2 tipi di salagione: 1) A secco e si ottiene un prodotto a lunga stagionatura 2) Umida con l’utilizzo di salamoie ottenendo una più corta conservazione.

AGGIUNTA DI ZUCCHERI: gli zuccheri esercitano sui microrganismi un’azione inibente che è molto simile a quella del sale anche se è più blanda. I germi che sopportano elevate concentrazioni di zucchero sono detti osmofili. 3)AFFUMICAMENTO Questo procedimento viene utilizzato come completamento della salagione poiché si ritiene che l’azione del sale favorisca la penetrazione dei principi antimicrobici del fumo. I conservanti chimici liberati dal fumo impregnano l’alimento, specialmente vicino alla superficie. Il tasso di azione germicida varia a seconda della concentrazione e dalla temperatura del fumo, in generale le forme batteriche vegetative sono più sensibili a questo tipo di trattamento delle spore e le muffe sono più resistenti dei batteri. Di solito viene utilizzato il fumo prodotto dal legno.

CONFEZIONAMENTO E’ un’operazione fondamentale per l’industria alimentare perché consente il prolungamento della shelf life dei prodotti proteggendoli fisicamente da possibili contaminazioni ed attacchi esterni. oltre a questo il confezionamento dà la possibilità di modificare le condizioni di conservazione grazie all’uso di materiali di imballaggio più o meno permeabili a determinate sostanze ed all’ eventuale immissione di gas all’interno della confezione tali da preservare il prodotto da trasformazioni indesiderate. SHELF LIFE: periodo di tempo che corrisponde, in specifiche circostanze, ad una tollerabile diminuzione della qualità di un prodotto confezionato in funzione a precise esigenze commerciali. gli eventi principali che influiscono sulla shelf life sono:

SHELF LIFE: periodo di tempo che corrisponde, in specifiche circostanze, ad una tollerabile diminuzione della qualità di un prodotto confezionato in funzione a precise esigenze commerciali gli eventi principali che influiscono sulla shelf life • Trasmissione della luce in quanto alcune radiazioni catalizzano reazioni indesiderate • Trasmissione di gas (ossigeno e anidride carbonica) • Trasferimento di umidità che crea condizioni più o meno favorevoli allo sviluppo microbico • Trasmissioni di calore che accelera tutte le reazioni • Sollecitazioni meccaniche ( urti, vibrazioni e compressioni) Per ovviare a questa serie di inconvenienti e per aumentare il più possibile la vita commerciale del prodotto garantendone stabilità e salubrità sono state messe a punto diverse tecniche di confezionamento

TIPI DI CONFEZIONAMENTO: • 1) 2) 3) 4) CONFEZIONAMENTO IN ATMOFERA MODIFICATA: permette di creare tra l’imballaggio e l’alimento condizioni diverse da quelle esterne e consiste nella modifica delle condizioni parziali dei gas presenti all’interno della confezione e/o nell’eventuale aggiunta di altri. Il caso più comune è l’introduzione singola o contemporanea di 3 gas principali quali ossigeno, azoto e anidride carbonica. Riportiamo alcuni esempi di shelf life in aria e in atmosfera modificata: Pasta fresca non pastorizzata: in aria <15 gg; in atmosfera 30 gg Wurstel : in aria <20 gg; in atmosfera >30 gg Pizza : in aria <28 gg; in atmosfera 36 gg Hamburger: in aria <14 gg; in atmosfera 28/35 gg

• CONFEZIONAMENTO SOTTOVUOTO: si tratta di una riduzione della pressione assoluta all’interno della confezione, sottraendo ossigeno ed eliminando composti volatili oltre che agire sui fluidi dell’alimento. Questo tipo di confezionamento non va quindi a modificare le percentuali di gas presenti naturalmente nell’aria, ma ne diminuisce quantitativamente la presenza. • CONFEZIONAMENTO ASETTICO: consiste nella separazione della sterilizzazione del contenitore della sanitizzazione dell’alimento per poter differenziare in questo modo le tecniche più adatte a ciascuno di essi. Si possono avere così una post-sterilizzazione (o uppertizzazione) cioè un confezionamento e poi una sterilizzazione, oppure una sterilizzazione dell’alimento separata da quella del contenitore ed un successivo riempimento asettico in condizioni igieniche rigorose con alte temperature per tempi brevi per non denaturare l’alimento.

• ACTIVE PACKAGING: sono tutti i tipi di confezionamento che prevedono una interazione tra packaging e prodotto al fine di aumentare la qualità alimentare, l’accettabilità organolettica e la praticità d’uso. Tra questi ricordiamo gli active packaging che mirano ad aumentare la qualità igienica attraverso l’aggiunta di assorbitori di ossigeno quali sostanze inorganiche a base di ferro (Fe ++) o organiche (cioè enzimi quali catalasi e glucoossidasi), di emettitori di etanolo (per inibire muffe e prevenire il raffermimento); ed ancora quelli che utilizzano materiali impregnati di battericidi o batteriostatici.