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CONSERVAZIONE CON CALORE

Tale metodo di conservazione ( ed inevitabilmente trasformazione) degli alimenti si basa sulla capacità del calore di interferire con le funzioni vitali dei microrganismi in modo da esplicare un’azione microbiostatica e/o microbicida.

Difatti, la vita  e lo sviluppo delle popolazioni microbiche dipende strettamente dalla loro composizione cellulare, in parte proteica, e dall’azione degli enzimi da loro prodotti a fini metabolici, anch’essi di natura proteica. Se temperature sostenute favoriscono lo svolgersi delle reazioni chimiche coinvolte nelle funzioni vitali delle cellule microbiche, eccessivi rialzi termici tendono a denaturare la proteine, portarle ad eventuali coagulazioni (in caso di calore umido, ossia in presenza di acqua) ed infine a distruzione (modificazione delle catene laterali degli aa). Ciò determina l’inattivazione degli enzimi, la morte delle forme vegetative e, in molti casi, alla distruzione delle stesse spore. In tal senso, il calore svolge funzione microbiostatica e/o microbicida a seconda dell’intensità del trattamento.

In particolare, al fine di ottenere una corretta conservazione dell’alimento, è necessario progettare lo stesso in funzione del tipo di popolazione microbica  e del tipo di prodotto alimentare:

▪   TDT: tempo di morte termica per la specifica popolazione microbica, ossia il tempo necessario ad uccidere tutti i microrganismi presenti in una sospensione microbica a una determinata temperatura, in particolari condizioni[1]

▪   Penetrazione del calore nell’alimento: all’interno dell’alimento esiste un “punto freddo” (in funzione della conducibilità termica del contenitore e dell’alimento, di forma e dimensioni del contenitore[2], del metodo di riscaldamento[3]); è necessario che il trattamento assicuri anche in questo punto il raggiungimento della temperatura di progetto.

Poiché l’innalzamento della temperatura favorisce anche il verificarsi delle reazioni a carico dell’alimento, siano esse di natura biologica o chimico-fisica, anche se in misura nettamente inferiore a quelle di degradazione della carica microbica, la moderna industria conserviera opta prevalentemente per trattamenti sempre più brevi a temperature maggiori[4] (HTST, UHT).

PASTORIZZAZIONE

Si definisce tale il trattamento termico atto a distruggere le forme patogene, e la maggior parte di quelle vegetative, dei microrganismi presenti nell’alimento e a disattivare gli enzimi.

Prende il nome da Pasteur che, intorno al 1860, osservò come, sottoponendo del vino a una temperatura di 60 °C per alcuni minuti, questo poteva essere conservato a lungo.

Si tratta di un trattamento ad azione microbiostatica e parzialmente microbicida e deve dunque essere accompagnata ad altri metodi di conservazione quali refrigerazione, aggiunta di conservanti chimici, confezionamento sottovuoto. In ogni caso, segue al trattamento termico un rapido raffreddamento del prodotto al fine di evitare la permanenza a temperature favorevoli a reazioni chimiche di natura enzimatica (microbi ancora presenti) o chimico-fisica.

Il metodo HTST (High Temperature Short Time) o stassanizzazione è stato ideato da Stassano nel 1920 e prevede il riscaldamento dell’alimento mediante passaggio dello stesso in strato sottile (1 mm) attraverso uno scambiatore di calore a piastre ravvicinate[5]. In tal modo lo scambio di calore avviene in maniera immediata e uniforme, mentre i germi tendono ad aderire alle piastre data la loro vicinanza (effetto parete).

STERILIZZAZIONE

Si tratta di un trattamento più drastico della pastorizzazione in quanto teso alla distruzione di tutte le forme microbiche, comprese le spore; si definisce sterilizzazione commerciale il trattamento termico atto a distruggere tutti i microrganismi che possono riprodursi nell’alimento durante lo stoccaggio e la distribuzione; in altre parole, l’alimento non è in tal caso completamente asettico e non può mantenersi inalterato all’infinito in quanto la temperatura e la durata del trattamento rispondono alla necessità di conservare le caratteristiche organolettiche e nutrizionali dell’alimento.

I trattamenti si differenziano in base al PH dell’alimento: alimenti con PH < 4.5 necessitano di temperature intorno ai 100 °C, alimenti con PH > 4.5 necessitano di trattamento a 120 °C per almeno 20 min.

Appertizzazione

Prende il nome dal francese Appert che nel 1804, sulla scia delle esperienze compiute da Spallanzani nell’ambito della discussione circa la generazione spontanea, fondò a Massy un’industria di alimenti conservati (rifornendo la stessa Marina Francese) in cui riscaldava in bagno aperto (e dunque a temperature non superiori ai 100 °C) alimenti confezionati in contenitori di vetro sigillati. Da allora il metodo si è evoluto con l’uso di contenitori a maggiore conducibilità termica (prevalentemente metallo), di autoclavi (ossia camere pressurizzate dotate di caldaie per la produzione di vapore saturo a temperature superiori ai 100 °C e di dispositivi che permettono di regolare temperatura e pressione in base alle esigenze di progetto).

La preparazione del prodotto comporta lavaggio, cernita, sbucciatura/pelatura, denocciolatura, calibratura e cubettatura per i vegetali; scongelamento, taglio, eviscerazione, sfilettatura per il pesce; scongelamento, disossamento, taglio per la carne.

Il pretrattamento è una precottura, mondatura (eliminazione di grasso e tendini o spine, pelle, buzzonaglia) e ulteriore taglio per carni, pesci e legumi (per i quali la sterilizzazione non sarebbe sufficiente alla cottura) e una scottatura per i vegetali (al fine di renderli più morbidi e inscatolabili, fissare il colore ed evitare imbrunimenti successivi per via enzimatica, degasarli ed eliminare odori e sapori sgradevoli).

L’inscatolamento deve avvenire in modo da ridurre la quantità di aria (potrebbe concorrere a reazioni ossidative di tipo degradativo per l’alimento) all’interno ossia creando una leggera depressione: l’alimento viene inscatolato, a coperchio ancora parzialmente aperto viene riscaldato e quindi sigillato; in tal modo, il riscaldamento comporta un degasaggio e aumento di volume dell’alimento con allontanamento dell’aria da sotto il coperchio, mentre il raffreddamento comporta una diminuzione di volume dell’alimento e maggior spazio per le molecole dell’aria (precedentemente a pressione atmosferica per equilibrio con l’esterno), ossia un vuoto parziale (ca 10⁴ Pa, 600 mmHg[6]). Per questo motivo i barattoli degli alimenti appertizzati presentano un coperchio leggermente concavo, mentre il bombaggio della scatola è indice di non  corretta conservazione.

Il trattamento termico varia a seconda del PH (in base alle temperature necessarie: bagno aperto o autoclave) e può avvenire in impianti discontinui (necessità di operazioni di carico/scarico,  (Figura 1) o continui (autoclavi a doppio portello attraverso i quali le scatole sono trasportate da dispositivi automatici lungo un percorso continuo,  (Figura 2). Il raffreddamento, all’interno o all’esterno dello sterilizzatore, porta velocemente l’alimento a 35-40 °C e può avvenire sotto pressione per evitare deformazioni delle scatole.

Figura 1

Infine, le scatole fredde passano al reparto etichettatura e imballaggio a cui può seguire una fase di stoccaggio per motivi commerciali o per consentire la maturazione del preparato (es: penetrazione del sale e dell’olio nel tonno).

Il prodotto così trattato può durare molto a lungo (2-5 anni, fino a 6 mesi nel latte sterilizzato).

Figura  2

UHT

Il metodo UHT (Ultra High Temperature) si discosta dalla sterilizzazione classica in quanto raggiunge velocemente temperature superiori con durata molto breve (soprattutto UHT diretto) in modo da limitare al minimo le modificazioni organolettiche e nutrizionali dell’alimento (Figura 3, latte). Inoltre si applica a prodotti sfusi (in modo da limitare il più possibile il tempo di penetrazione del calore nell’alimento) e si associa alla tecnica del confezionamento asettico.

Figura  3

Il confezionamento asettico si basa sul principio della sterilizzazione (o pastorizzazione) in continuo del prodotto allo stato sfuso seguita dal confezionamento a freddo, in ambiente asettico, in un contenitore sterilizzato a parte (o semplicemente pulito di breve conservazione o alimenti acidi). L’impiego su larga scala di questo sistema si deve all’introduzione negli anni ’60 delle macchine Tetrapak per il latte, ossia il confezionamento asettico a bobina (in triplice strato Tetrabrick) ove la chiusura del contenitore avviene al di sotto del livello dell’alimento liquido con minimo contenuto di aria (Figura 4). D’altra parte possono essere utilizzati anche contenitori preformati: in metallo, in plastica termoformati (budini e dessert) o in triplice strato (la macchina preleva i cartoncini piatti, li apre, salda, sterilizza, riempie e chiude ermeticamente al di sopra del livello del liquido con uno spazio di testa).

L’impianto può essere fermato giornalmente o settimanalmente per la pulizia e sterilizzazione.

Figura 4

Il trattamento termico può avvenire secondo due modalità:

UHT indiretto: mediante scambiatore di calore generalmente a piastre ravvicinate

UHT diretto: l’alimento ed il mezzo riscaldante (vapore) sono a diretto contatto

▪   Iniezione: il vapore ad alta pressione e temperatura viene iniettato nel liquido preriscaldato, vi permane pochi secondi e dunque si procede a raffreddamento sottovuoto per l’eliminazione dell’acqua equivalente a quella iniettata sottoforma di vapore.

▪   Infusione: il prodotto, liquido o viscoso, viene pompato sottoforma di sottile film scorrevole in una camera di vapore ad alta pressione e segue il raffreddamento sottovuoto

L’UHT diretto è migliore dal punto di vista delle proprietà organolettiche e nutrizionali del prodotto in quanto l’alimento permane ad alte temperature per minor tempo (Figura 3), d’altra parte può determinare scottature localizzate; minore in tal senso è il metodo ad infusione.

Le modificazioni a carico dei principi nutritivi in seguito ai metodi di conservazione con il calore sono simili a quanto avviene durante la cottura, dunque positivi in termini di digeribilità ma negativi per la perdita di valore nutritivo. Nonostante le mild technologies, in definitiva, questi metodi sono inferiori alla surgelazione.