I trattamenti di impregnazione sottovuoto come metodo per

I trattamenti di impregnazione sottovuoto come metodo per il miglioramento della qualità di prodotti tipici.

derivati del latte (formaggi, gelato, ecc) chicchi di riso

Fettine si salame

L’importanza degli spazi vuoti - Trattamenti di disidratazione; - Liofilizzazione; - Reidratazione; - Produzione di lievitati da forno; - Torrefazione del caffè - Estrazione della bevanda di caffè - Preparazione di tè o tisane; - Proliferazione microbiologica; - Processi di caseificazione; Gli alimenti come mezzi porosi (porous media)

I PRINCIPI di base del trattamento di vi.

Il meccanismo idrodinamico (HDM) alla base dei trattamenti di VI

In pratica gli alimenti vengono immersi nella soluzione osmotica utilizzando un contenitore che può essere ermeticamente chiuso e successivamente si crea un grado di vuoto nello spazio di testa del contenitore stesso Alimento Soluzione ipertonica P < Patm

Il trattamento di impregnazione sottovuoto Step 1. Applicazione di un grado di vuoto per un tempo (t 1) Rimozione dei gas e dei liquidi cellulari; Deformazione strutturale dei capillari a causa dell’espansione dei gas presenti Meccanismo idrodinamico (HDM) ed entrata della soluzione esterna fino al raggiungimento dell’equilibrio. Step 2. Ripristino della pressione atmosferica e mantenimento degli alimenti in immersione per un tempo (t 2) Impregnazione dei capillari a causa del gradiente di pressione e contemporanea deformazione (compressione) dei capillari (HDM) fino a nuovo equilibrio.

Comportamento ideale Dove X è la frazione di volume impregnata dalla soluzione esterna g è il livello di deformazione della struttura dei tessuti vegetali Il trattamento di PVI = Pulsed vacuum impregnation

Comportamento reale

Variabili di processo intrinseche alla materia prima Porosità interna; Caratteristiche della microstruttura interna (forma e dimensione dei capillari, connettività interna, tortuosità) Proprietà meccaniche dei tessuti vegetali e sue relazioni con le caratteristiche della soluzione esterna; Variabili di processo estrinseche alla materia prima Il grado di vuoto applicato; Il tempo di mantenimento in condizioni di vuoto (t 1, vacuum time) Il tempo di mantenimento dopo il ripristino della pressione atmosferica (t 2, relaxation time)

Valori di porosità di alimenti vegetali

COME SI PUO’ DETERMINARE LA POROSITA’ DEGLI ALIMENTI Metodo del picnometro Determinazione densità del liquido Densità apparente Densità reale Porosità = e = 1 -(dapp/dreal) Quali problematiche connesse con il calcolo della densità reale ?

Modificazione della porosità di campioni di funghi sottoposti a PVI alla pressione di 200 mbar in funzione del tempo di trattamento. 50 45 44. 52 40 Porosità (e) 35 33. 22 30 25 porosità finale 20 porosità iniziale 15 10 6. 66 5. 55 5 0 0 100 200 300 400 Tempo di trattamento (min) 500 600 700 800

Modificazione della porosità di campioni di zucchine sottoposti a PVI alla pressione di 200 mbar in funzione del tempo di trattamento. 45 40 35 Porosità (ε) 30 25 20 porosità iniziale 15 porosità finale 10 8. 63 5 4. 36 3. 99 1. 38 0 0 100 200 300 400 Tempo di trattamento (min) 500 600 700 800

EFFETTO DI ALCUNE VARIABILI DI PROCESSO SULLA QUANTITA’ di VOLUME IMPREGNATO

POSSIBILI APPLICAZIONE DELLA TECNOLOGIA DI IMPREGNAZIONE SOTTOVUOTO Incremento della velocità di trasferimento di massa Aggiunta di soluti capaci di migliorare la stabilità e/o la qualità dei prodotti finiti Aggiunta di sostanze antimbrunenti; Incremento della superficie specifica di contatto tra soluzione e tessuti vegetali Aggiunta di antossidanti; Trattamenti di osmodisidratazione; Aggiunta di batteri probiotici; Aggiunta di antimicrobici; Trattamenti di acidificazione; Aggiunta di sostanze nutrizionali Trattamenti strutturanti; Aggiunta di sostanze strutturanti; Trattamenti di estrazione; Aggiunta di sostanze funzionali; Aggiunta di ingredienti innovativi;

ACCELLERAZIONE DEL TRATTAMENTO DI ACIDIFICAZIONE DI VEGETALI Fettine di carota sottoposte ad acidificazione sottovuoto in differenti condizioni sperimentali

Fettine di melanzana sottoposte ad acidificazione sottovuoto in differenti condizioni sperimentali

Effetto del trattamento di impregnazione sottovuoto sull’aspetto di fette di melanzana

Aspetto di fette di zucchine sottoposte a PVI A) PVI alla pressione di 400 mbar per un vaccum time di 2 minuti B) PVI alla pressione di 200 mbar per un vacuum time di 2 minuti.

Arricchimento di fette di patate con vitamina C

Applicazione della tecnologia di VI per l’incremento del contenuto di antiossidanti Umidità (xw, g. H 20/g ) ρapp (kg/m 3) ρreale (kg/m 3) Porosità (ε, %) 0, 856± 0, 0039 816, 59± 17, 87 1056, 43± 1, 64 22, 7± 1, 77 Contenuto in antiossidanti delle soluzioni di arricchimento utilizzante durante i trattamenti di impregnazione sottovuoto. 236, 61 m moli Trolox equivalente/ g campione 0. 900 0. 800 250. 00 3 micro moli/g campione 200. 00 micro moli/g s. s. 0. 700 0. 600 150. 00 0, 465 0. 500 0. 400 0. 300 0, 261 0, 313 100. 00 2 1 0. 200 0. 100 0. 000 3 50. 00 5, 52 1 6, 54 2 0. 00 m moli Trolox equivalente/g s. s. 1. 000

Contenuto in antiossidanti di campioni di mela sottoposti a trattamenti di impregnazione sottovuoto alla pressione di 200 mbar. 6. 00 4. 79 5. 00 micro moli Trolox equivalente /g s. s. 3. 62 3. 73 4. 00 3. 09 3. 00 2. 00 1. 00 0. 00 Mela non trattata 2 A 2 TE 2 S

Contenuto in antiossidanti (TEAC, mmoli/g s. s. ) di campioni di mela sottoposti a trattamenti di VI in differenti condizioni sperimentali. Incrementi in peso di spicchi di mela sottoposti a trattamenti di impregnazione sottovuoto in differenti condizioni sperimentali.

Aspetto di spicchi di mela non trattati Aspetto di campioni di mele sottoposte a trattamento di impregnazione sottovuoto con succo “Ananas” (p = 200 mbar, t 1 = 3 minuti, t 2 = 1 minuto) Aspetto di campioni di mele sottoposte a trattamento di impregnazione sottovuoto con tè verde (p = 200 mbar, t 1 = 3 minuti, t 2 = 1 minuto)

APPLICAZIONE DELLA TECNOLOGIA DI IMPREGNAZIONE SOTTOVUOTO PER RIDURRE I DANNI DA CONGELAMENTO