Piattaforma Tecnico Informativa B2B
Ci trovi al 351 – 3779980
oppure se lo preferisci, mandaci una email
a info@allinfood.it o con
L’idea di conservare gli alimenti nasce dal desiderio di mantenere la qualità del cibo, le sue proprietà fisico-chimiche oltre che la funzionalità dei suoi componenti nutritivi, senza intaccare il prodotto stesso. In tutte le civiltà, c’è sempre stata la necessità di conservare il cibo per un uso futuro per una serie di motivi, tra i quali:
⊃ mantenere l’integrità dei prodotti alimentari;
⊃ per il rifornimento di cibo durante la carestia (sicurezza alimentare); o
⊃ conservazione di prodotti alimentari da trasportare per l’uso in una località diversa.
Sono stati utilizzati molti metodi e tecniche, tra cui l’uso di conservanti E.Number, di conservanti naturali come biomolecole antimicrobiche presenti in natura. I conservanti E.Number includono sostanze chimiche come acidi organici deboli, gli agenti conservanti naturali derivano dalle piante o dalla fermentazione dei batteri lattici. Le tecniche di conservazione sono numerose e generalmente differiscono da un prodotto alimentare o da una classe alimentare all’altra. A volte si preferisce una combinazione di tecniche per ottenere la conservazione desiderata senza manomettere la sicurezza o l’integrità del prodotto alimentare.
La strategia per la conservazione degli alimenti richiede anche l’attuazione di alcune fasi in base alle quali gli alimenti subiscono una certa lavorazione, ad esempio possono essere conservati a particolari valori di pH, sottoposti a pastorizzazione o sterilizzazione o avere ingredienti aggiuntivi come i sali per prevenire l’attacco microbico.
La conservazione degli alimenti durante la lavorazione può essere ottenuta attraverso una serie di manipolazioni operative come l’uso di un lieve stress termico, l’uso di bassi livelli di agenti conservanti o una combinazione di entrambi. L’attrattiva della sinergia degli approcci di conservazione è la flessibilità di mantenere la sicurezza alimentare senza intaccare l’integrità, la qualità o altri attributi fisici del prodotto alimentare quali colore, sapore, consistenza ed elementi nutritivi. Poiché il trattamento termico in una certa misura può distruggere gli elementi nutritivi dei prodotti alimentari, sono stati presi in considerazione trattamenti fisici alternativi come l’uso di ultra-alta pressione (UHP) o l’applicazione di campi elettrici pulsati (PEF). Lo stesso cibo che mangiamo è anche una fonte di energia per una varietà di microbi come le muffe, ma la loro azione sugli alimenti provoca il deterioramento a causa della produzione di composti tossici che mettono in pericolo la nostra salute, rendendo il cibo inadatto al consumo umano. I conservanti negli alimenti vengono aggiunti per prevenire la crescita di agenti patogeni nocivi che possono non solo causare il deterioramento degli alimenti, ma anche portare a intossicazioni alimentari, influenzando la salute dei consumatori. Sono inoltre destinati a prolungare la durata di conservazione degli alimenti, consentendo loro di essere utilizzati a lungo dopo la lavorazione e lo stoccaggio.
Le tecniche tradizionali di conservazione degli alimenti includono trattamenti termici intensi, salatura, acidificazione, essiccazione e conservazione chimica. L’uso di agenti conservanti negli alimenti va sempre considerato di pari passo con i metodi e le tecniche di conservazione per quel particolare prodotto alimentare. Le tecniche di conservazione tendono a sottoporre gli alimenti a particolari condizioni fisiche come il trattamento termico, quindi anche i conservanti devono essere in grado di resistere a quel particolare trattamento termico (devono essere stabili al calore). Inoltre devono consentire al prodotto alimentare di mantenere la sua consistenza, il suo sapore e la sua integrità nutrizionale. Esistono numerose tecniche che sono state impiegate per la conservazione degli alimenti sia per brevi che per lunghi periodi di tempo, per esempio, i prodotti alimentari freschi ad alto contenuto di umidità come la carne possono richiedere uno stoccaggio a bassa temperatura per evitare il deterioramento microbico, ma comunque questo risulta efficace solo per un breve periodo di tempo.
Fumo di legna
Il fumo di legna è stato utilizzato tradizionalmente per la conservazione di prodotti alimentari come la carne e il pesce. Il fumo contiene una serie di composti antimicrobici come fenoli, siringoli e guaiacolo e loro derivati, nonché carbonili, catecoli e derivati del naftalene. Il fumo di legna è utilizzato anche nell’industria alimentare come agente aromatizzante.
Salatura
Allo stesso modo del fumo di legna, il sale è stato utilizzato come conservante più a lungo di quanto si possa ricordare. Oltre ad essere utilizzati come agenti conservanti, i sali sono stati utilizzati anche per esaltare il sapore in molti alimenti trasformati. Nella carne e nei prodotti trasformati la quantità di sale consentita varia tra il 2,5% e il 5,0% del prodotto finale trasformato. Affinché il sale svolga un ruolo di conservante, il livello nel prodotto finito dovrebbe essere di circa il 17%. Esempi di sali utilizzati come conservanti includono: cloruro di sodio (NaCl), nitrato di sodio (NaNO3) e nitrito di sodio (NaNO2).
Il sale risulta utile come conservante alimentare perchè, i microrganismi responsabili del deterioramento degli alimenti hanno la parete cellulare e le membrane cellulari citoplasmatiche semipermeabili nelle loro strutture esterne. La presenza di membrane citoplasmatiche semipermeabili rende i microrganismi sensibili alle variazioni della pressione osmotica e quindi delle concentrazioni di ioni e sali. La maggior parte di questi microbi vive all’interno di un ambiente acquoso; e poiché l’interno di una cellula microbica è composto da citoplasma (con relativamente meno contenuto d’acqua rispetto all’esterno), ciò incoraggerà il movimento dell’acqua dall’esterno all’interno della cellula. Se l’ambiente esterno diventa salato, questo cambierà il bilancio idrico tra l’esterno e l’interno della cellula microbica in modo tale che la quantità di acqua nell’ambiente in cui si trovano i microbi sia inferiore a quella all’interno della cellula microbica. L’acqua si sposterà quindi fuori dalla cellula, quindi dal citoplasma, causando la disidratazione e la morte della cellula.
Inscatolamento
L’inscatolamento consiste nel mettere gli alimenti in lattine, sigillarli e quindi applicare calore a temperature che possono uccidere la maggior parte degli agenti patogeni. La sigillatura manterrà il cibo al sicuro da qualsiasi ulteriore attacco microbico.
Essicazione
L’essiccazione disidrata gli alimenti nel senso che elimina l’acqua e l’umidità, eliminando l’importante condizione che favorisce la crescita microbica e che causa il deterioramento degli alimenti.
Raffreddamento E Congelamento
La temperatura è uno dei fattori importanti che influenzano la capacità dei microbi di crescere e moltiplicarsi. Il congelamento o il raffreddamento rallenta sia le attività metaboliche che enzimatiche per i microbi, scoraggiandone così la crescita e la moltiplicazione. Il raffreddamento e il congelamento rallentano solo la crescita perchè entrambi i processi non uccidono gli agenti patogeni. Questo approccio deve essere abbinato ad altri mezzi per conservare efficacemente gli alimenti.
Decappaggio
L’ambiente acido/alcalinità può avere un grande effetto sulla crescita microbica. L’abbassamento del pH dell’ambiente in cui viene conservato il cibo può scoraggiare la moltiplicazione delle cellule microbiche, poiché ciò sopprime anche l’attività metabolica ed enzimatica dei patogeni microbici.
Aggiunta di zuccheri
Lo zucchero tende ad attingere acqua dai microbi (plasmolisi). Questo processo lascia le cellule microbiche disidratate, uccidendole. In questo modo, il cibo rimarrà al sicuro dal deterioramento microbico.
Le nuove tecnologie di conservazione per i prodotti alimentari includono:
⊃ tecnologie di inattivazione non termica (alta pressione idrostatica e campi elettrici pulsati ),
⊃ moderne tecnologie di confezionamento ( confezionamento in atmosfera modificata),
⊃ packaging attivo (composti antimicrobici naturali) e,
⊃ bioconservazione.
Le tecniche di inattivazione non termica sono state promosse come associate ad attributi alimentari quali, l’integrità nutritiva degli alimenti e una durata di conservazione accettabile. Esistono numerose tecnologie di inattivazione note, tra cui radiazioni di ionizzazione, alta pressione idrostatica (HHP), campi elettrici pulsati (PEF), omogeneizzazione ad alta pressione (HPH), decontaminazione UV, luce pulsata ad alta intensità (PHIL), laser ad alta intensità (HIL), luce bianca pulsata (PWL), ultrasuoni ad alta potenza (HPU), campi magnetici oscillanti (OMF), scarica ad arco ad alta tensione (HVID) e plasma streamer (SP). I più frequentemente utilizzati, descritti in questo articolo, sono HHP e PEF.
Alta pressione idrostatica (HHP)
Questa tecnica consiste nell’esporre i prodotti alimentari a pressioni superiori a 100 MPa che hanno l’effetto di inattivare i microbi, prolungando così la durata di conservazione migliorando la sicurezza microbica dei prodotti alimentari. Lo svantaggio principale di questa tecnologia è che il trattamento della pressione da solo spesso non è abbastanza efficace per eliminare tutte le spore microbiche. Per correggere questa lacuna, è stata proposta una combinazione di trattamenti ad alta pressione e ad alta temperatura. Alcuni studi hanno indicato una significativa riduzione delle spore microbiche, ma il trattamento di riscaldamento deve essere effettuato prima di quello di pressurizzazione. La sinergia delle due tecnologie funziona in modo più efficace con la successione dei due trattamenti, piuttosto che effettuare il riscaldamento durante la pressurizzazione.
Campi elettrici pulsati (PEF)
Il campo elettrico pulsato è una tecnologia di inattivazione non termica che si basa su una potenza pulsante applicata al prodotto alimentare inserito tra una serie di elettrodi, che causa gravi interruzioni delle cellule microbiche. Tuttavia, anche in questo caso, il suo effetto da solo non è sufficiente. Può essere migliorato in combinazione con altre tecnologie di stress, per esempio con l’aggiunta di composti antimicrobici come la nisina e gli acidi organici. Altre tecnologie per migliorare l’efficienza della PEF includono: l’aumento dell’attività dell’acqua, la regolazione del pH e l’applicazione di calore.
Confezionamento in atmosfera modificata (MAP)
MAP è l’acronimo di Modified Atmosphere Packaging (confezionamento in atmosfera modificata), ed è anche noto come lavaggio col gas, confezionamento in atmosfera protettiva o confezionamento con ossigeno modificato. Si tratta di una tecnologia sviluppata per mantenere la freschezza e l’attrattiva dei prodotti confezionati per tutta la durata della loro conservazione prevista, modificando il gas che circonda l’alimento confezionato. La modifica dell’atmosfera ambientale degli alimenti confezionati, può migliorare il piacere visivo, strutturale e nutrizionale ed è considerata una lavorazione minima rispetto all’applicazione di prodotti chimici, conservanti o stabilizzanti. Il confezionamento in atmosfera modificata viene creato mescolando insieme vari gas come, anidride carbonica e azoto, dopodichè il prodotto viene imballato in una confezione sigillata ermeticamente, circondato da questa miscela di gas. Per ridurre al minimo la degradazione del prodotto ed estendere la data di scadenza del prodotto confezionato, la composizione di questa miscela gassosa deve attentamente studiata in modo che riesca a soddisfare le esigenze respiratorie che sono specifiche per ogni prodotto confezionato. Questo è il compito più difficile, in quanto devono essere considerati molti fattori tra cui: il pH, l’attività dell’acqua, il contenuto di grassi, il tipo di grasso e il rapporto volume gas/prodotto per la tipologia di confezione prevista. L’ottimizzazione di questi fattori è fondamentale in quanto andrà a determinare come il prodotto alimentare reagirà ad una specifica degradazione microbica, chimica ed enzimatica. Per esempio, gli alimenti che sono facilmente attaccabili dai Gram-negativi o dai lieviti dovrebbero essere adeguatamente confezionati in un’atmosfera arricchita di CO2, poiché la loro crescita è significativamente rallentata in tali condizioni. Normalmente l’ossigeno è totalmente escluso dalla miscela di gas in quanto innesca l’ossidazione. Il limite della CO2 come conservante alimentare risiede nel fatto che ha un’apprezzabile solubilità sia in acqua che nei grassi; l’uso di alti livelli di CO2, possono comportare il collasso della confezione, in particolare per i prodotti contenenti elevate quantità di grassi insaturi. Oltre a questo, l’utilizzo di concentrazioni di CO2 troppo elevate può causare un abbassamento del pH troppo marcato durante i lunghi periodi di stoccaggio, e questo riduce la capacità dell’alimento di legare l’acqua. In questa tecnologia, oltre alla composizione del gas, l’ermeticità della confezione, è ancor più fondamentale; se la confezione MAP perde la sua chiusura ermetica, ossigeno e umidità possono penetrare nella confezione e degradare il prodotto. Oggi, la tecnologia MAP viene ampiamente utilizzata soprattutto per alimenti confezionati come formaggi, salumi, pane e pasta.
Tecnologia di conservazione biologica degli alimenti
Questa tecnologia sfrutta i batteri lattici (LAB), soprattutto i loro sottoprodotti come l’acido lattico, le batteriocine e altri, per prolungare la durata di conservazione e migliorare la sicurezza dei prodotti alimentari. Questa tecnologia introduce il concetto di “colture antagoniste” per inibire i microbi e per prolungare la durata di conservazione dei prodotti alimentari. Il LAB inibisce la crescita di altri microbi in due modi: (1) competendo e superando i microbi per i nutrienti e (2) producendo alcuni sottoprodotti metabolici come acidi organici (lattici e acetici, perossido di idrogeno, enzimi antimicrobici, batteriocine e reuterina, noti per avere proprietà antimicrobiche. Va tenuto presente che la maggior parte dei LAB (ad eccezione degli enterococchi) devono essere sicuri quando presenti nei prodotti alimentari. Vedi anche l’articolo: Conservanti Naturali.
Colture batteriocinogene per la conservazione degli alimenti
Le battericine sono composti che possono essere utilizzati per uccidere le cellule batteriche di altre specie batteriche strettamente correlate (battericidi) o inibire la loro crescita (batteriostatici). La modalità d’azione di questi composti battericidi comporta la rottura della membrana cellulare del microbo, distruggendo così la struttura lipidica a doppio strato e forzando alcuni contenuti citoplasmatici. Esempi di batteriocine includono la nisina estratta dai ceppi di Lactococcus lactis, la pediocina prodotta dai ceppi di Pediococcus acidilactici e le sakacins K, ottenute dai ceppi di Lactobacillus sakei. Tutti questi ceppi agiscono come colture protettive in una varietà di alimenti come nel pesce e nei prodotti lattiero-caseari, dove inibiscono la crescita di lieviti in alimenti contenenti ceppi selezionati di Propionibacterium/Lactobacillus.
Le prestazioni di queste specie batteriche sono tuttavia limitate dal ristretto spettro di attività in cui operano; sono noti per essere inefficaci contro i patogeni Gram-negativi e contro alcuni batteri di deterioramento. La possibile alternativa all’uso di colture batteriocinogene può essere l’uso di colture non batteriocinogene ma molto competitive, come il Lactobacillus alimentarius BJ-33; Lactobacillus sakei TH1 e Lactococcus lactis. Queste specie batteriche agiscono efficacemente producendo acido lattico che abbassa il pH inibendo così la crescita di batteri deterioranti e/o patogeni. Inoltre è stato ipotizzato che l’inibizione della crescita sia causata da una miscela di fattori che possono coinvolgere la produzione di composti antimicrobici, la competizione o l’esaurimento dell’apporto di nutrienti.
L’importanza della conservazione degli alimenti è nota da più tempo di quanto si possa ricordare. I metodi e i processi di conservazione tradizionali e naturali sono ancora in uso ancora oggi e saranno applicabili per molto tempo. Oltre a queste tecniche tradizionali e naturali, i metodi artificiali e moderni hanno aumentato l’efficacia della conservazione degli alimenti. I prodotti alimentari possono ora essere immagazzinati o trasportati senza alcun timore di deterioramento o delle proprietà naturali degli alimenti da cambiare..
La rivelazione che esiste una potenziale minaccia per la nostra salute derivante dall’uso di conservanti ha fatto emergere la necessità di metodi per monitorare le specie di residui velenosi. Sono stati riportati metodi che coinvolgono la cromatografia liquida ad alte prestazioni (HPLC) per l’analisi dei conservanti nei prodotti alimentari. Analogamente, altri metodi cromatografici come l’HPLC a coppia ionica e una tecnica di separazione guidata elettricamente utilizzando una cromatografia elettrocinetica micellare mista sono stati riportati per la determinazione dei conservanti. Tutti questi metodi sono normalmente eseguiti e validati in termini di limite di rilevazione (LOD), limite di quantificazione (LOQ), linearità, selettività, accuratezza e ripetibilità.