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I succhi di frutta e i nettari rappresentano il maggior volume di bevande non gassate vendute in quasi tutti i mercati. È pertanto opportuno menzionare qui alcuni aspetti di questi prodotti, in particolare quelli relativi alla trasformazione e al confezionamento. I nettari di frutta sono fatti di succhi setacciati o da succhi di frutta che vengono diluiti con sciroppo di zucchero. Di solito contengono un solo frutto come arancia, mela o pesca, ma possono anche essere fatti da miscele di più di un succo di frutta.
I nettari di frutta sono altamente suscettibili alla fermentazione e ad altre forme di deterioramento microbico e, con poche eccezioni, è essenziale utilizzare una qualche forma di pastorizzazione quando questi prodotti vengono confezionati. Le eccezioni che si vedono di solito riguardano i succhi d’arancia (o altri) appena spremuti che vengono elaborati direttamente dalla frutta fresca e confezionati immediatamente. Questi prodotti hanno una durata di conservazione molto breve, di solito pochi giorni, e vengono mantenuti dalla conservazione a temperature comprese tra 0 e 5 ° C. Esiste anche un mercato per i succhi di frutta ricostituiti ottenuti da concentrati e non ulteriormente trasformati, ma mantenuti, durante la loro breve durata di conservazione, mediante refrigerazione. Per tutti gli altri succhi di frutta e prodotti a base di nettare, verrà utilizzata la conservazione congelata o la pastorizzazione, sebbene alcuni produttori utilizzino un processo di riempimento a caldo.
Generalmente, i frutti destinati alla spremitura richiedono una qualità commestibile sostanzialmente buona, una maturità ottimale e un’adeguata maturazione rispetto alla frutta fresca di mercato. In pratica, la maturazione non solo rende i tessuti della frutta più suscettibili all’estrazione, ma migliora anche il contenuto di zucchero, riduce l’acidità e le caratteristiche sensoriali più profonde. Per esempio, il succo di mele immature è risultato essere astringente a causa dell’alto contenuto di amido. Tuttavia, i frutti troppo maturi sono inappropriati per la produzione di succhi poiché in questa fase, il sapore e l’acidità possono essere molto inferiori, per esempio le mele troppo mature richiedono una lavorazione più laboriosa e offrono una resa inferiore. Inoltre, la crescita microbica è sostanzialmente più alta quando il frutto è troppo maturo, il che lo rende più incline al deterioramento. Nel complesso, i frutti raccolti nella corretta fase di maturazione, conservati in condizioni controllate e trasportati seguendo rigorosamente particolari accorgimento, richiedono una lavorazione aggiuntiva minima o nulla prima dell’estrazione del succo.
Lo scopo di questa fase è quello di rimuovere ogni contaminazione dalla superficie del frutto, cioè di aumentare la pulizia fisica, chimica e microbiologica. La superficie delle materie prime è fortemente contaminata da microrganismi; La frutta può raggiungere i 100 microrganismi per grammo, e anche con un lavaggio efficace, il numero può essere ridotto solo di 3-5 ordini di grandezza. Pertanto, l’efficienza di lavaggio ha un impatto significativo sul trattamento termico necessario per la conservazione. Le contaminazioni superficiali fisiche e chimiche vengono eliminate mediante immersione in acqua, poiché queste sostanze sono solubili in acqua o le loro proprietà di adesione diminuiscono in soluzione acquosa. L’efficacia del processo di dissoluzione può essere aumentata con un flusso d’acqua più elevato. Per evitare danni ai frutti, le attrezzature di lavaggio vengono scelte considerando la tipologia del frutto, le bacche e frutti più delicati non vengono lavate con processi aggressivi, ma risciacquate delicatamente con metodi di immersione o spruzzatura. I frutti, con densità inferiore all’acqua, di solito arrivano all’impianto di lavorazione attraverso un canale galleggiante, dove la contaminazione superficiale si dissolve nell’acqua di ammollo. I frutti meno delicati, subiscono in genere tre fasi di lavaggio. La fase di ammollo, che interrompe la contaminazione superficiale ed elimina le particelle di terra. Nel caso di frutti ricoperti di strato di cera o pelle oleosa, viene usata acqua calda a 50-60◦C. Il lavaggio vero e proprio, che ha lo scopo di rimuovere la contaminazione, seguita da un risciacquo con acqua pulita.
L’estrazione del succo include più passaggi tecnologici. Comprende la frantumazione, la separazione del succo dalle particelle di polpa o l’estrazione del succo, il trattamento del succo e la preparazione per il riempimento. La frantumazione prima della pressatura può essere ulteriormente suddivisa in: taglio e preparazione per la pressatura.
Triturazione
Lo scopo di questo passaggio è quello di tagliare il frutto per aumentarne la superficie e aiutare l’eliminazione del fluido cellulare. Le materie prime con consistenza più solida (ad esempio, mele) vengono frantumate, mentre, i frutti di bosco (ad esempio, ribes rosso) vengono solo tagliati. In ogni modo, siccome la distruzione della struttura tissutale dei frutti avvia processi enzimatici, che possono portare al danneggiamento dei composti preziosi della frutta, e la formazione di sostanze indesiderate, i frutti schiacciati devono essere elaborati immediatamente.
Preparazione
Il tipo di preparazione dipende dal tipo di frutta e dalla tecnologia di produzione che si andrà ad adottare. Esistono diversi metodi per questa operazione, come il trattamento termico, enzimatico, congelamento, vibrazione, ultrasuoni, e procedure di radiazione ionica. Il trattamento termico e le procedure enzimatiche possono portare ad un aumento del 5-10% della resa del succo. Il trattamento termico viene eseguito principalmente sui frutti di bosco, come lampone e bacche di sambuco, prima della spremitura. Questo passaggio comporta riscaldare rapidamente il frutto schiacciato fino a 80-85◦C, quindi raffreddarlo molto rapidamente. Sotto questo breve impatto termico, avvengono diversi processi fisici, chimici e microbiologici. A causa della denaturazione delle proteine e dell’idrolisi della protopectina, gli enzimi vengono inattivati, le pareti cellulari diventano permeabili e la diffusione di sostanze idrosolubili accelera. Nel caso di bacche ricche di colore, questo passaggio mira a migliorare il colore, oltre all’aumento della resa. Esistono diversi scambiatori di calore che possono essere applicati per eseguire il trattamento termico a seconda della linea di produzione. Anche i trattamenti enzimatici, frequentemente utilizzati prima della pressatura, facilitano il processo e aumentano la resa. Le materie prime della frutta possiedono diverse quantità e tipi di pectina, a seconda della specie e della varietà. Alcuni tipi di pectina presenti, risultano utili per la pressatura, perché assicurano la solidità delle particelle; mentre altre per lo più quelle disciolte nei fluidi tissutali, aumentando la densità del fluido ostacolano l’estrazione del succo, pertanto, il livello e la composizione della pectina naturalmente presente nella frutta deve essere ridotta o modificata a seconda dei criteri di qualità del prodotto finito e della tecnologia di produzione adottata. Il cambiamento del livello di pectina è generalmente ottenuto mediante l’aggiunta di un cocktail di enzimi al frutto schiacciato. I tre enzimi di degradazione della pectina più significativi sono pectina liasi, pectina transeliminasi, e poligalatturonasi; essendo ognuno efficace su diverse parti della molecola di pectina. L’attività degli enzimi che depolimerizzano la molecola di pectina e riducono rapidamente la viscosità ha un impatto benefico sulla resa del succo, ma per massimizzare la resa è importante essere consapevoli delle proprietà delle pectine presenti nel frutto da lavorare per selezionare il mix di enzimi più indicato.
Il trattamento enzimatico può essere effettuato in circostanze fredde e calde. Il trattamento a freddo a 20-25°C richiede più ore, e mette in pericolo la qualità del succo; mentre il trattamento a caldo avviene a 50-55◦C. in 30-60 minuti. Poiché gli enzimi sono molecole a base proteica, sono sensibili al calore e sono attivi solo a determinati valori di pH. Se le condizioni di temperatura e pH della frutta non sono ottimali, la decomposizione della pectina richiede un tempo più lungo o una concentrazione enzimatica più elevata. Il pretrattamento enzimatico non viene applicato nella produzione di concentrati torbidi, perché i loro ingredienti principali sono sostanze colloidi disciolte nella fase liquida.
Pressatura
Esistono diversi metodi per questa separazione: pressatura, diffusione, procedure centrifugazione e osmosi inversa. Il tipo di attrezzatura applicata, dipende dalla specie di frutta, dalla linea di produzione e dall’economia di scala. La soluzione più utilizzata è la pressatura. La pressatura separa un sistema alimentare in due fasi. In questo caso, i tessuti della frutta sono la fase solida, mentre il liquido tra le particelle è la fase liquida. La pressatura richiede forze esterne per creare pressione nel sistema, per drenare il liquido, con conseguente modifica della forma. Il parametro più importante della pressatura è la resa liquida, ovvero la percentuale di succo estratto, rispetto alla materia prima all’inizio del processo.
I succhi estratti dalla spremitura sono principalmente fluidi newtoniani. La maggior parte del contenuto di sostanza secca è presente sotto forma di soluzione reale. Mentre, le sostanze di grandi dimensioni molecolari, ad esempio pectine e amido, formano soluzioni colloidali. La resa del succo è fondamentalmente determinata dal tipo di dispositivo di pressatura, dalla qualità e preparazione della materia prima.
Le tipiche operazioni di pastorizzazione flash per succhi e nettari di frutta impiegano un pastorizzatore a piastre, con recupero di calore e raffreddamento del prodotto finale. Le tipiche condizioni di pastorizzazione flash utilizzano temperature comprese tra 85 e 95 ° C, con tempi di mantenimento variabili tra 15-60 secondi. La selezione delle condizioni appropriate dipende dal prodotto, compreso il livello di carica microbica pre-pastorizzazione. Se è necessaria la disattivazione enzimatica e la rimozione microbica, viene normalmente utilizzata una temperatura compresa tra 90 e 95 °C. A queste temperature, i tempi di attesa sono normalmente ridotti a circa 15 secondi. I succhi contenenti cellule, materiale particolato o prodotti particolarmente viscosi, come alcuni dei succhi tropicali, possono essere pastorizzati in unità tubolari o pastorizzatori a piastre con ampia spaziatura (3-5 mm). Per le operazioni di confezionamento asettico, i pastorizzatori flash sono spesso collegati integralmente con l’unità di confezionamento asettico, direttamente o tramite un serbatoio asettico. Quando si utilizza la pastorizzazione flash, si deve prestare attenzione a ridurre al minimo il ricircolo del prodotto. Un eccessivo ricircolo può causare danni termici al prodotto, con conseguenti sapori cotti sgradevoli e imbrunimento del prodotto.
La pastorizzazione all’interno della confezione è spesso considerata un’operazione infallibile, sebbene l’integrità del prodotto si basa in ultima analisi sulla tenuta fornita dalla chiusura della confezione e sul mantenimento della temperatura richiesta su tutta l’area di pastorizzazione.
Per le operazioni su piccola scala, la pastorizzazione può essere ottenuta a costi molto bassi semplicemente immergendo il prodotto imbottigliato, con chiusure ermetiche, in serbatoi di acqua riscaldata. Un serbatoio di preriscaldamento a circa 40 °C dovrebbe essere impiegato per ridurre al minimo lo shock termico ai contenitori e il serbatoio di pastorizzazione principale sarà tenuto a circa 70 ° C. Un unico contenitore, in cui è inserita una sonda di temperatura remota, deve essere utilizzato per garantire che l’intero contenuto delle bottiglie raggiunga la temperatura di pastorizzazione. Il mezzo normale per ottenere la pastorizzazione in confezione consiste nell’utilizzare un pastorizzatore a tunnel. Si tratta di impianti di grandi dimensioni e ad alta intensità di capitale e richiedono una notevole superficie e fornitura di servizi. La maggior parte delle unità funziona utilizzando spruzzi d’acqua in una zona di preriscaldamento, zona di pastorizzazione e zona di raffreddamento. Dopo che i contenitori lasciano il pastorizzatore, devono essere asciugati all’aria e quindi etichettati. Le condizioni tipiche di pastorizzazione sono di 70–75°C per un massimo di 20 minuti.
Il riempimento a caldo fornisce un ulteriore mezzo per garantire l’integrità microbica dei succhi e dei nettari di frutta. Tuttavia, a causa del ritardo nell’applicazione dei tappi ai contenitori pieni e del raffreddamento che si verifica rapidamente, il riempimento a caldo è un processo a rischio più elevato rispetto alla pastorizzazione in confezione. Il prodotto sfuso viene riscaldato alla temperatura richiesta, quindi riempito in contenitori e viene applicata la chiusura. Se si utilizzano bottiglie di vetro, devono essere preriscaldate (ad esempio con uno spruzzo di acqua calda) prima del riempimento, per ridurre al minimo lo shock termico. Dopo il riempimento, i contenitori vengono solitamente ruotati di 360° per garantire il contatto tra il liquido caldo e tutto l’interno del contenitore compreso il tappo. A seconda della temperatura di riempimento, che di solito si aggira intorno ai 70-80°C, i contenitori riempiti vengono conservati per il tempo richiesto prima di essere collocati in un refrigeratore idrico. I contenitori devono essere raffreddati a temperature inferiori a 25°C prima di essere impilati. Ciò eviterà un’ulteriore “cottura” a bassa temperatura del prodotto all’interno di una pila di contenitori. L’etichettatura viene effettuata dopo l’asciugatura all’aria dei contenitori.
Per la corretta pastorizzazione ad alta pressione del succo di frutta in contenitori è richiesta un’attrezzatura costosa e il processo viene eseguito come un’operazione batch, che tende ad essere sia lenta che inefficace. In futuro potrebbe fornire un mezzo molto interessante per la pastorizzazione a bassa temperatura dei succhi freschi, mantenendo così tutte le caratteristiche aromatiche del prodotto.
Il mercato delle bevande, rappresentato da quelle che vengono definite bevande analcoliche e succhi di frutta, continua ad espandersi in termini di diversità e dimensioni, con una varietà sempre più ampia di prodotti. Ciò ha aumentato il potenziale di problemi di deterioramento. Per approfondimenti vedi articolo Microbiologia delle bevande e dei succhi di frutta.
La maggior parte dei succhi di frutta destinati alla vendita al dettaglio sono ora confezionati in cartoni, una percentuale elevata dei quali sarà costituita da confezioni asettiche. I cartoni vengono formati, riempiti e sigillati in un’unica operazione, che sarà pulita o asettica, a seconda del prodotto e della durata di conservazione ricercata. Le confezioni tipiche includono Tetrapaks, Combibloc ed Elopak. Le confezioni a lunga conservazione per prodotti asettici sono spesso costituite da un cartone, un foglio, un laminato plastico (polietilene), che offre protezione dall’ingresso di ossigeno e dalla luce, oltre a fornire resistenza meccanica e un’eccellente superficie per il materiale stampato.
La scelta di un contenitore per succhi di frutta si baserà spesso su una combinazione di esigenze tecniche, di costo e di marketing. Molti punti vendita per succhi di frutta richiedono confezioni unitarie relativamente piccole, e queste saranno invariabilmente bottiglie di vetro. La maggior parte dei succhi di frutta in bottiglia è limitata a piccole unità (ad esempio 200 ml), mentre molti mercati europei preferiscono bottiglie di vetro più grandi (fino a 1 litro), con collo largo. Le bottiglie di vetro vengono normalmente pastorizzate utilizzando il metodo di riempimento a caldo o la pastorizzazione in confezione. C’è un uso limitato di bottiglie di plastica per il confezionamento dei succhi, per lo più legato ai prodotti a breve conservazione venduti in condizioni refrigerate. I contenitori e gli impianti in PET sarebbero disponibili per supportare il riempimento asettico, ma hanno trovato uno sviluppo limitato per la vendita di succhi di frutta.
La vendita di succhi di frutta in lattina è in gran parte scomparsa con la disponibilità di altre forme di imballaggio e di magazzinaggio, tranne che in mercati specializzati come la ristorazione. Alcuni succhi provenienti da fornitori di paesi in via di sviluppo (ad esempio il succo di mango) sono ancora forniti in lattine contenenti circa 5 kg. Ciò riflette la tecnologia e l’imballaggio disponibili nel paese di fornitura.