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QUALI SONO E IN COSA CONSISTONO I METODI DI CONSERVAZIONE DEGLI ALIMENTI?

conservazione-alimenti-metodoQualunque alimento sottoposto a processi per conservare le sue caratteristiche nutritive e sensoriali può essere considerato conservato. Secondo questa definizione la grande maggioranza degli alimenti può essere considerata conservata: anche gli alimenti freschi, infatti, hanno subito come minimo un trattamento di refrigerazione.
Si può distinguere tra:
- conserve, prodotti confezionati in contenitori che si mantengono a lungo a temperatura ambiente o a basse temperature: prodotti surgelati, liofilizzati, in scatola, essicati, ecc.
- semiconserve, prodotti che si conservano per un tempo limitato che hanno subito procedimenti meno drastici: prodotti pastorizzati, refrigerati, ecc.
- prodotti trasformati, che hanno subito profonde trasformazioni della struttura originale: prodotti fermentati, salati, prosciugati, stagionati, ecc.
I metodi di conservazione si possono distinguere in fisici, chimici e biologici, a seconda del principio utilizzato per bloccare l'azione degli enzimi e dei microrganismi.

STERILIZZAZIONE

L’alimento viene portato ad almeno 120° Centigradi, per un massimo di 20 minuti, questo metodo elimina totalmente tutti i microrganismi presenti nel cibo, comprese le spore, e permette dei tempi di conservazione molto lunghi. Le temperature impiegate nella sterilizzazione sono legate all'acidità dell'alimento: con pH inferiori a 4.5 (alimenti acidi) bastano 100 gradi, con pH superiore a 4.5 occorrono 115-120 gradi per almeno 20 minuti.
Il trattamento può essere effettuato sull'alimento già all'interno del contenitore, oppure sull'alimento sfuso che verrà poi confezionato in recipiente sterile.
Il classico sistema di sterilizzazione non è molto diverso da quello eseguito da sempre dalla casalinghe per la sterilizzazione della conserva di pomodoro, le marmellate e le conserve in genere: il prodotto viene confezionato e sottoposto alla temperatura adatta per il tempo previsto; se le temperature di sterilizzazione superano i 100 gradi, deve essere utilizzata un autoclave (che consente di aumentare la pressione e quindi la temperatura di ebollizione dell'acqua oltre i 100 gradi).
I nuovi sistemi di sterilizzazione prevedono l'esposizione dell'alimento ad una temperatura molto elevata (140 gradi) per pochi secondi, seguita dal raffreddamento e dal confezionamento asettico in recipienti sterili, in genere in cartoni flessibili multistrato (è il caso del latte UHT).
Avremo quindi i seguenti tipi di sterilizzazione:
- sterilizzazione classica o apertizzazione: 100-120 gradi per un tempo maggiore di 20 minuti, effettuata su alimenti scatolati;
- UHT (Ultra High Temperature) indiretto: 140-150 gradi per pochi secondi, effettuata sull'alimento sfuso immerso in acqua o in autoclave;
- UHT diretto o uperizzazione: 140-150 gradi per pochi secondi, effettuata con iniezione di vapore surriscaldato nel prodotto sfuso.
Gli alimenti sottoposti alla sterilizzazione perdono velocemente  vitamine e  antiossidanti, che si disperdono a temperature elevate.
Viene usata per cibi in scatola come il tonno, la carne, i fagioli e anche per il latte a lunga conservazione.

PASTORIZZAZIONE
L’alimento viene trattato a temperature più basse, tra i 60° e gli 85° Centigradi, e per tempi più brevi, massimo 3 minuti.
 La pastorizzazione non è in grado di devitalizzare i microrganismi termofili (quelli che si riproducono a temperature tra i 50 e i 60 gradi), nè le spore. Per questo motivi gli alimenti pastorizzati devono essere conservati in condizioni tali da limitare lo sviluppo di tali microrganismi: in genere la pastorizzazione è abbinata ad altri sistemi di conservazione come la refrigerazione, l'aggiunta di sostanze chimiche, il confezionamento sottovuoto.
La durata del trattamento e le temperature raggiunte dipendono dall'alimento e dal grado di contaminazione, si distingue infatti in:
- pastorizzazione bassa: 60-65 gradi per 30 secondi, utilizzata per vino e birra, latte per produzione di formaggio;
- pastorizzazione alta: 75-85 gradi per 2 o 3 minuti, metodo utilizzato un tempo per il latte e ora sostituito dall'HTST;
- pastorizzazione rapida o HTST (High Temperature Short Time): 75-85 gradi per 15-20 secondi, condotta su alimenti liquidi che scorrono in uno strato sottile tra due pareti metalliche scaldate. Chiamata anche "stassanizzazione".
 A differenza della sterilizzazione, con questo metodo di conservazione si preservano gran parte delle proprietà nutritive, in particolare le vitamine. I  cibi vanno in seguito conservati in ambienti refrigerati e i tempi di possibile  utilizzo sono limitati. Impiegata per la conservazione di latte fresco, vino in tetrapack e birra.

CONGELAMENTO

 Il congelamento è una tecnica di conservazione il cui scopo è quello di portare l'alimento a temperature molto basse, con conseguente solidificazione dell'acqua presente all'interno dell'alimento.
Nessuna reazione enzimatica è possibile in un prodotto nel quale il 100% dell'acqua sia solidificata, in realtà, però, la totale congelazione del prodotto è impossibile da realizzare e quindi le reazioni di degradazione, per quanto molto rallentate, avvengono ugualmente. Il prodotto congelato, quindi, non può mantenersi oltre un certo periodo di tempo.
Il processo di congelazione si svolge in due fasi:
- nucleazione: si formano i cristalli di ghiaccio appena si sorpassa il punto di gelo;
- accrescimento: i cristalli formati nella prima fase diventano sempre più grandi, fino alla totale solidificazione dell'alimento.

Se l'alimento viene sottoposto a temperature superiori a -20 gradi, si parla di congelamento lento. In questo caso prevale la fase di accrescimento: si formano pochi cristalli di grandi dimensioni che distruggono la parete delle cellule rovinando la tessitura dell'alimento, che perde liquidi e si presenta stopposo e di sapore sgradevole. È il caso della congelazione casalinga.

Se invece l'alimento viene sottoposto a temperature di -30, -50 o inferiori, prevale la fase di nucleazione e si parla di congelamento rapido: si formano molti cristalli di piccole dimensioni che non danneggiano le cellule. Allo scongelamento, l'alimento conserva la propria tessitura e i propri liquidi intracellulari.

A livello industriale il congelamento lento è stato totalmente abbandonato.
I metodi più utilizzati per congelare gli alimenti sono i seguenti:
- per contatto con piastre: il prodotto viene pressato tra due piastre a -40, -50 gradi. È adatto per prodotti di forma regolare come i classici cubi di spinaci.
- ad aria forzata: gli alimenti sfusi vengono sottoposti a un getto di aria a -40, -50 gradi dentro a tunnel o celle di congelamento. È il sistema utilizzato dagli abbattitori in uso anche in alcuni ristoranti. Nei congelatori a letto fluido, gli alimenti (di piccole dimensioni) vengono tenuti in sospensione da un getto di aria proveniente dal basso. Con questo sistema si congelano in tempi brevi piselli, fagiolini, carote a cubetti, ecc.
- ad immersione in liquidi incongelabili: il prodotto, sigillato in confezioni impermeabili, viene immerso in soluzioni che congelano a temperature molto basse. È il caso del pollame.
- con utilizzazione diretta dell'agente congelante: viene cosparso sull'alimento azoto liquido (-196 gradi) o anidride carbonica (-80), che non sono tossici e, passando allo stato gassoso, non rimangono sull'alimento.

REFRIGERAZIONE
Un prodotto si definisce refrigerato se la temperatura alla quale viene portato consente all'acqua in esso contenuta di rimanere allo stato liquido.
L’alimento viene tenuto a temperature  tra 0 e 8° C, temperatura regolata in base al tipo di alimento, fissata di norma a 3-4°C nei frigoriferi domestici. Questo metodo consente di rallentare la naturale crescita microbica e la degradazione qualitativa del prodotto.
Se consumati entro i limiti di utilizzo di qualche giorno, le qualità organolettiche e nutritive degli alimenti rimangono inalterate. A livello domestico si usa principalmente per conservare carne, pesce fresco, formaggi e latticini vari, frutta e verdura.

Conservazione in atmosfera controllata
È una tecnica molto utilizzata per conservare frutta e verdura (soprattutto mele, pere e agrumi) fino a 7-8 mesi: questo consente di trovare mele e pere tutto l'anno. La composizione dell'atmosfera viene mantenuta costante attraverso l'utilizzo di sistemi automatici di controllo.
Il meccanismo di conservazione consiste nel mantenere il tenore di ossigeno al di sotto del fabbisogno respiratorio del prodotto (inferiore al 4%, contro il 21% dell'aria), sostituendolo con azoto e anidride carbonica.

Refrigerazione in atmosfera modificata
Associando al trattamento refrigerante la modifica della composizione chimica dell'atmosfera che circonda l'alimento si può prolungare notevolmente la vita dei prodotti.
Questa tecnica è utilizzata per conservare gli alimenti nei depositi, oppure direttamente nelle confezioni che verranno vendute al consumatore.


ATMOSFERA MODIFICATA

Questo metodo consiste nel mettere gli alimenti in un confezione nella quale la composizione dell'aria è modificata dalla respirazione del prodotto: si verifica quindi  una riduzione dell’ossigeno e un aumento di anidride carbonica o azoto, composti che impediscono il deterioramento e la formazione di muffe in frutta, verdura e cereali.  Sono anche consentiti nel confezionamento industriale argon, elio e protossido di azoto.
Sulla confezione deve figurare l'indicazione "prodotto confezionato in atmosfera protettiva".  La conservazione di cibi in una atmosfera  modificata limita la riduzione della qualità dell’alimento.  Molti cibi confezionati utilizzano l’atmosfera modificata, come i ravioli, alcuni formaggi freschi, salumi in busta e sughi freschi.


Consevazione sottovuoto o in “cryovac”

La modifica dell'atmosfera può avvenire anche senza l'aggiunta di gas: è il caso del confezionamento sottovuoto : lo scopo è sempre quello di ridurre la quantità di ossigeno inibendo le reazioni ossidative e lo sviluppo dei microorganismi aerobi.
Il prodotto viene confezionato sottovuoto in sacchetti di cloruro di polivinile, poi viene immerso per pochi secondi a 90 gradi: questo materiale è termoratraibile perciò aderisce perfettamente all'alimento. Questa tecnica è utilizzata soprattutto per il confezionamento di carni fresche e insaccati (cotechini, wurstel, prosciutti cotti, affettati). L'immersione ad alta temperatura può essere prolungata: in questo caso si ha una vera e propria cottura e si parla quindi di cottura sotto vuoto: in tal caso il materiale utilizzato è diverso, poiché il cloruro di polivinile è adatto solo per la conservazione e non per la cottura, in quanto non offre sufficienti garanzie per quanto riguarda la cessione di sostanza nocive.
Il confezionamento  sottovuoto può determinare una perdita delle qualità dell'alimento a causa del fatto che l'umidità e alcuni gas e sostanze volatili possono essere estratti dall'alimento, anche se il fenomeno è limitato dall'ermeticità del confezionamento e dal poco volume a disposizione.


CONCENTRAZIONE

Metodo che consiste nella riduzione parziale della quantità d’acqua presente in un prodotto, questo procedimento non serve solo per aumentarne la durata ma anche per diminuirne il peso rendendo più economico lo stoccaggio e il trasporto. 
Pur essendo una soluzione pratica ed economica e che consente di conservare gli alimenti più a lungo, le caratteristiche peculiari dell’alimento originario si perdono quasi completamente. 

Concentrazione per evaporazione

È il metodo classico e più diffuso, utilizzato anche in ambiente domestico: l'acqua viene allontanata facendola evaporare, riscaldando l'alimento per aumentare la velocità del processo.
Ha il difetto di alterare le caratteristiche degli alimenti sensibili alle alte temperature, e di perdere una quantità rilevante di componenti volatili, con conseguente diminuzione dell'aroma. Viene utilizzata per succhi di frutta, conserve di pomodoro, ecc.

Crioconcentrazione
Questa tecnica sfrutta la proprietà di una soluzione di abbassare il proprio punto di gelo rispetto a quello del solvente puro (per esempio, il succo di arancia all'11% gela a -2 gradi, al 50% gela a -9 gradi).
Quando si scende sotto gli 0 gradi, l'acqua pura si separa dal resto della soluzione sottoforma di ghiaccio. Questo viene rimosso, e la soluzione liquida rimanente diventa più concentrata poiché ha perduto una parte del solvente.
Il processo viene quindi ripetuto fino al grado di concentrazione desiderato. Questa tecnica consente di mantenere inalterate le caratteristiche nutrizionali e organolettiche di alimenti sensibili alle alte temperture come il succo d'arancia, il vino, la birra (che viene concentrata solo per agevolare il trasporto), il caffè, l'aceto, il latte, il the.

Concentrazione con processi a membrana

Queste tecniche utilizzano le membrane semipermeabili. Esse possono essere considerate speciali setacci che possiedono una trama molto fitta che consente di trattenere le particelle più grandi e far passare quelle più piccole. A seconda della grandezza dei pori della membrana si parla di filtrazione tradizionale, microfiltrazione, ultrafiltrazione e iperfiltrazione.
Questi metodi sono molto interessanti poiché sono economici e non alterano le caratteristiche dell'alimento. Un esempio di come venga utilizzata questa tecnologia riguarda le proteine del siero del latte (whey in inglese) degli integratori di miglior qualità: esse vengono estratte dal siero del latte per ultrafiltrazione.

ESSICAZIONE
Processo tramite il quale viene eliminata quasi totalmente l’acqua dall’alimento, fino a un massimo del 10-15%, consentendone una conservazione molto lunga a temperatura ambiente. I metodi naturali sono utilizzati fin dall'antichità esponendo al sole gli alimenti fino ad una loro totale disidratazione, un esempio classico è quello del pesce secco dei paesi orientali ma anche dei paesi nordici (lo stoccafisso). 

Questo processo modifica totalmente i nutrienti e le caratteristiche dei cibi, viene applicato ad alcuni tipi di pesce (stoccafisso), ad alcuni frutti (mele disidratate), e vegetali (pomodori, peperoncini secchi).
I metodi artificiali, nati all'inizio del '900, avvengono riscaldando il prodotto tramite gas, radiazioni infrarosse o contatto con superfici calde.

Liofilizzazione
Questa tecnica, chiamata anche crioessicamento, consiste nell'essicazione per sublimazione di prodotti congelati. L'acqua contenuta nell'alimento sublima, ovvero passa dallo stato solido a quello di vapore senza passare dallo stato liquido. Questo fenomeno avviene a temperature inferiori ai zero gradi e sotto vuoto.
Il prodotto conserva le caratteristiche nutritive e organolettiche originarie, non cambia la sua forma, è fragile e si presenta spugnoso.
Il processo è piuttosto costoso e originariamente era destinato solo a medicinali ed alimenti particolari (per gli astronauti e per l'infanzia).
Oggi le applicazioni sono svariate grazie all'abbassamento dei costi di produzione.
La principale caratteristica dei prodotti liofilizzati è la facilità di reidratazione, molto più veloce dei prodotti essicati in maniera tradizionale: basti pensare allo stoccafisso, che necessita di tre giorni di permanenza in acqua per la completa reidratazione.

Valore nutritivo degli alimenti disidratati
Gli alimenti essiccati presentano modifiche dei nutrienti e delle qualità organolettiche anche notevoli, a seconda dell'alimento e delle tecniche di essicamento.
Spesso si formano croste, ovvero zone superficiali ad alta concentrazione, variazione di colore, separazione di sostanze poco solubili.
Le proteine possono diventare più dure e perdere la capacità di riassorbire l'acqua perduta. Possono subire denaturazione, la reazionedi Maillard e assumere colore bruno e sapore amaro o di bruciato.
I lipidi possono andare incontro a irrancidimento ossidativo, evitabile aggiungendo antiossidanti.
I glucidi possono subire caramellizzazione e reazione di Maillard.
Le vitamine si perdono soprattutto a casua delle alte temperature.
Le qualità organolettiche vengono alterate: soprattutto il colore, ma vi è anche una perdita parziale dell'aroma.
Nella liofilizzazione, invece, le perdite di nutrienti e di qualità organolettiche sono minime, inferiori ad ogni altro processo di essicamento.

CONSERVAZIONE SOTTO SALE, ZUCCHERO O ALCOL

I conservanti naturali sono:
- il cloruro di sodio (sale da cucina);
- il saccarosio (zucchero da cucina);
- l'alcool etilico;
- l'olio;
l'acido acetico (aceto)

Sale da cucina:

La salagione viene utilizzata da millenni per conservare gli alimenti, si pensa fu inventata da cinesi ed egiziani.
L'azione del sale è duvuta a molto fattori, primo fra tutti l'aumento della concentrazione del mezzo. Se un microorganismo si trova immerso in una soluzione più concentrata, a causa dell'osmosi esso tenderà a perdere acqua, finché la disidratazione non raggiunge un livello tale da uccidere l'organismo.
Anche la diminuzione dell'acqua libera costituisce un'ulteriore azione di conservazione (già trattata riguardo ai metodi basati sulla disidratazione)
Il sale agisce selettivamente su alcuni microorganismi favorendo la crescita di alcuni e inibendo quella di altri. Questa caratteristica viene utilizzata nella preparazione di vegetali fermentati come crauti, cetriolini, olive.
Il Clostridium botulinum viene inibito da concentrazioni di sale superiori al 10%.

La salagione può essere fatta a secco o a umido.

Nel primo caso, l'alimento viene messo a contatto con il sale, il quale penetra lentamente nelle cellule dell'alimento. Viene utilizzato sale grosso poiché quello fino penetra troppo velocemente negli strati superficiali generando una barriera che impedisce la successiva penetrazione in quelli più profondi.
La salatura a secco può essere effettuata per sfregamento (è il caso del prosciutto), oppure per sovrapposizione impilando gli alimenti alternati a sale e cambiando periodicamente la disposizione. Questi procedimenti possono durare da 15 giorni a 8 settimane.

La salagione a umido si attua con acqua e sale:
le salamoie possono essere deboli (10% di sale), medie (18% di sale) o forti (25 - 30% di sale).
È un metodo più rapido della salgione a secco, anche se meno efficace (necessita di altri metodi di conservazione).
Può avvenire per immersione diretta nella salamoia, che va controllata e ripristinata di tanto in tanto, sia perché diventa sempre più debole (il sale passa gradualmente dalla salamoia nell'alimento), ed è soggetta a modificazioni chimiche e microbiologiche; oppure per iniezione diretta nei muscoli o nel sistema arterioso (nei prosciutti, l'arteria femorale).

La carne è uno degli alimenti che si presta meglio al processo di salagione: pensiamo a tutti gli insaccati, al prosciutto, alla carne salata.
Le variazioni più importanti a carico della carne sono:
- variazione del colore: l'emoglobina si trasforma in un pigmento di colore grigio;
- aumento dell'acidità;
- denaturazione delle proteine muscolari;
- diminuzione del valore nutrizionale a causa della perdita di sali minerali, alcune vitamine e alcuni amminoacidi.
- accelerazione dei processi ossidativi a carico dei lipidi.

 Zucchero
Lo zucchero viene usato per la conservazione di marmellate, gelatine, ecc. in concentrazioni del 65-70%. Concentrazioni inferiori consentono la conservazione solo in abbinamento ad altri metodi oppure con alimenti con pH basso (marmellate di agrumi, per esempio). Spesso le marmellate vengono addizionate con acidificanti proprio per abbassare il pH e garantire in questo modo la conservazione.
Il meccanismo di azione è lo stesso del sale, ovvero l'aumento della concentrazione della soluzione.
Alte concentrazioni di zucchero non inibiscono la formazione di alcuni microorganismi: è sempre bene sterilizzare le marmellate fatte in casa e curare l'igiene degli strumenti utilizzati.

Alcol 
Viene utilizzato per produrre conserve di frutta, in concentrazioni dal 50 al 70%: è letale per tutte le forme vegetative ma non nei confronti delle spore batteriche.

Olio
L'olio (di qualunque tipo) non ha una azione conservante diretta, ma serve solo come isolante dall'aria, bloccando l'azione dei microorganismi aerobi. È quindi inefficace nei confronti di quelli anaerobi (come il botulino): va sempre associato ad altre forme di conservazione. Gli alimenti sott'olio (come i vegetali e il tonno) subiscono sempre un pretrattamento di cottura o di salagione, e una successiva sterilizzazione.

Aceto
Viene utilizzato soprattutto per conservare gli ortaggi, grazie al suo contenuto in acido acetico, che non deve essere inferiore al 6%.
L'azione conservativa è dovuta all'abbassamento del pH e alla tossicità dell'acido acetico nei confronti dei microorganismi.

AFFUMICAMENTO
Il fumo è utilizzato da centinaia di anni per conservare a lungo carni, pesci e alcuni formaggi, oltre a conferire sapori e aromi particolari.
L'alimento viene esposto all'azione combinata del calore e del fumo sprigionato dalla combustione incompleta di legni particolari, soprattutto faggio, quercia e castagno.
Il fumo è composto da una fase gassosa, contenente molte sostanze volatili responsabili della conservazione e dell'aroma conferito all'alimento; e da una fase solida contenente sostanze indesiderate come gli idrocarburi policiclici aromatici, riconosciuti cancerogeni.

L'azione del fumo è dovuta alla temperatura, alla disidratazione, all'ambiente povero di ossigeno e all'azione antibatterica specifica di alcune sostanze presenti, prima fra tutte l'aldeide formica.
I fattori che influenzano la velocità di penetrazione del fumo all'interno dell'alimento sono molti, ma tutti portano ad affermare che più il trattamento è lento e a bassa temperatura, migliore è il risultato.
Un buon affumicamento, quindi, può durare anche qualche giorno.
Le leggi italiane consentono l'utilizzo di aromatizzanti di affumicatura, che "simulano" l'affumicatura. Essi hanno il vantaggio di limitare al minimo le quantità di idrocarburi aromatici cancerogeni, anche se il risultato finale non è lo stesso dell'affumicatura naturale di qualità.
Gli idrocarburi policiclici aromatici
La fase solida del fumo contiene questi composti, che sono stati riconosciuti cancerogeni (il capostipite è il benzene presente nella benzina verde).
La presenza di queste sostanze nei prodotti affumicati dipende da vari fattori, quali:
- la quantità di ossigeno: più l'ambiente è areato, minore la formazione di idrocarburi;
- la distanza tra il generatore di fumo e l'alimento: maggiore è questa distanza, minore la quantità di sostanze cancerogene che si depositano sull'alimento;
- la temperatura: temperature elevate favoriscono la formazione di composti cancerogeni.
Attualmente si stanno studiando metodi per filtrare il fumo prima di sottoporlo all'alimento, per eliminare gli idrocarburi policiclici aromatici dai prodotti affumicati.

FERMENTAZIONE

La fermentazione è un insieme di processi chimici di demolizione degli zuccheri, operata da  fermenti che comprendono muffe, lieviti e batteri.
Le tecniche per ottenere, tramite la fermentazione, vantaggiose trasformazioni degli alimenti (bevande alcoliche dalle sostanze zuccherine della frutta e dei cereali, aceto dall'alcol, yogurt e formaggio dal latte, ecc.) sono antichissime. Questi processi, oltre a modificare parzialmente la composizione chimica ed il gusto degli alimenti, ne aumentano la conservabilità, la digeribilità, il contenuto di vitamine e di amminoacidi, determinando la formazione di acidi che inibiscono lo sviluppo di microrganismi; gli eventuali componenti tossici o i fattori antinutrizionali vengono inattivati o distrutti.
Esistono al mondo più di 3500 diversi tipi di alimenti fermentati, ed è stato fondamentale il ruolo svolto dalla biotecnologia tradizionale nello sviluppo della fermentazione microbica, con la quale si ottengono i cambiamenti desiderati tramite l'azione di enzimi o di microrganismi.
Basti pensare che un tempo la lievitazione del pane richiedeva ore, mentre oggi a livello industriale richiede soltanto mezz'ora di tempo, grazie all'inoculazione di lieviti prodotti su vasta scala.

FONTE DELLE NOTIZIE: www.cibo360.it, www.leziosa.com , fonte immagine

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