TRATTAMENTO E CONSERVAZIONE DEI CIBI

1. TRATTAMENTO E CONSERVAZIONE DEI CIBI

2. FENICI E PUNICI IN SARDEGNA I Fenici portarono con sé il loro particolare bagaglio di usi e tradizioni di ogni genere, compresi quelli culinari e di cottura. Portarono con sé la pentola da fuoco e i coperchi, strumenti importantissimi per la cottura dei cibi e la loro conservazione. Non di minore importanza è il sale che portarono anche in Occidente e che cambiò la conservazione dei cibi. CONSERVAZIONE DEI CIBI A POMPEI Gli antichi pompeiani facevano uso di erbe e spezie per la conservazione del cibo. Usavano il miele per conservare la frutta come avveniva nella preistoria del Nord - Italia.

3. Fin almeno dall’età del Ferro, con la cultura dei Golasecca (IX-V secolo a.C.), era diffusa nel Lago maggiore e nel Lago di Como la pesca dell’agone. I pesci vengono puliti, strofinati con sale e, dopo un eventuale taglio dorsale, vengono disposti in un pentolone, ancora con sale, dove vengono girati ogni 12 ore. Dopo un paio di giorni, vengono risciacquati e infilzati in uno spago, così da poterli essiccare all’aria aperta. L’essiccamento dura alcuni giorni, poi i pesci sono disposti in un contenitore di legno insieme ad erbe aromatiche.

5. Deterioramento degli alimenti qualunque modifica dell’aspetto, dell’odore o del sapore di un prodotto alimentare che lo renda inaccetabile al consumatore In alcuni casi il deterioramento può essere causato da microrganismi PATOGENI Lo sviluppo dei microrganismi negli alimenti segue gli standard della crescita microbica La velocità di crescita durante la fase esponenziale dipende dalla temperatura e dalle proprietà nutritive dell’alimento

6. DETERIORAMENTO DEGLI ALIMENTI La proliferazione microbica negli alimenti è influenzata da: FATTORI INTRINSECI correlati con l’alimento stesso FATTORI ESTRINSECI legati all’ambiente in cui il cibo è conservato • FATTORI INTRINSECI • Temperatura • Presenza di gas (CO2 e O2) • Tipo e numero di microrganismi presenti nell’alimento • FATTORI INTRINSECI • Sostanze nutritive • pH • Contenuto di umidità • Attività dell’acqua • Potenziale di ossido riduzione • Struttura fisica dell’alimento • Eventuale presenza di antimicrobici naturali (lisozima nel latte e nelle uova, alcune erbe e spezie)

7. MODALITA’ DI CONTAMINAZIONE DEI CIBI • ENDOGENA: all’origine (materie prime) • ESOGENA: della lavorazione • STOCCAGGIO: Depositi non idonei, Scarsa pulizia delle celle frigo, con promiscuità degli alimenti. DURANTE LA MANIPOLAZIONE: Attrezzature e superfici di lavoro contaminate; Promiscuità cotto/crudo, sporco/pulito; Inosservanza delle norme igieniche personali. DOPO LA PREPARAZIONE: Promiscuità cotto/crudo; Confezionamento in condizioni igieniche inadeguate. PRESENZA DI INSETTI e RODITORI.

8. Per trattamento e conservazione dei cibi si intende l’insieme dei processi realizzati per proteggere il cibo da microrganismi e da altri agenti nocivi e per consentire il consumo anche non immediato del prodotto. L’alterazione degli alimenti è causata da fattori biologici e fisici, spesso collegati tra loro

9. Le cause dell'alterazione degli alimenti Gli alimenti sono delle emulsioni di grosse molecole organiche in acqua che vanno incontro ad alterazioni chimiche e fisiche, in un tempo più o meno lungo, se non si prendono adeguati provvedimenti di conservazione. L'uomo ha sempre cercato di risolvere il problema con la cottura, la salagione, l'essicamento, l'affumicatura, e altri metodi di conservazione.

10. Dal XIX secolo, grazie allo studio di molti scienziati fra i quali Pasteur, la conservazione degli alimenti ha assunto carattere scientifico e sono stati fatti passi da gigante. L'industria della conservazione nacque proprio durante l'800, grazie appunto ai progressi scientifici in questo campo ma anche alle esigenze di una società che allontanava sempre più le persone dai luoghi di produzione del cibo.L'alterazione degli alimenti è causata da fattori biologici e fisici, spesso concatenati fra loro. Le cause biologiche sono due, quasi sempre concorrenti: microorganismi e enzimi presenti nell'alimento stesso.Le cause fisico-chimiche sono scatenate da ossigeno, radiazioni, calore e variazione del contenuto idrico.

11. FATTORI CHE INFLUENZANO LA CRESCITA MICROBICA PARAMETRI CHIMICO - FISICI • pH ridotto favorisce la crescita di muffe e lieviti • pH neutro o alcalino i batteri sono responsabili del • deterioramento e della putrefazione • macinazione o impastamento aumenta la superficie esposta • alla contaminazione e distribuisce i microrganismi contaminanti • in tutto l’alimento

12. Fattori che influenzano lo sviluppo • microbico negli alimenti • Temperatura (mesofili, termofili, psicrofili) • pH • Tensione di ossigeno • Attività dell’acqua (Aw) • Concentazione salina • Composizione dell’alimento

13. 0-25°C LA TEMPERATURA I vari tipi di microrganismi prediligono temperature diverse per il proprio habitat ottimale intervallo t. ottimale di crescita Psicrofili -5°C-20°C 10-12°C Mesofili20-45°C32-37°C Termofili 45-75°C 55°C Psicrotrofi 0-5°C-35°C 25-30°C

14. Moltiplicazione dei batteri in condizioni favorevoli 69 miliardi Tempo indicativo di moltiplicazione: 4°C: 6 ore 10°C: 2 ore 21°C: 1 ora 32°C: 20’ 1 miliardo Numero batteri 17 milioni 260000 4000 64 1 ore 0 2 4 6 8 10 12

15. ATTIVITA’ DELL’ACQUA La crescita ed il metabolismo dei microrganismi richiede acqua Non tutta l’acqua degli alimenti è disponibile per i microrganismi attività dell’acqua (aw) esprime il grado di disponibilità dell’acqua è il rapporto tra la tensione di vapore acqueo di una soluzione e quella dell’acqua pura alla stessa temperatura aw = p sol./pwater 0 <aw < 1

16. Ad aw<0.6 gli alimenti iniziano ad essere stabilizzati, poiché non vi è crescita microbica anche se i microrganismi rimangono vitali. Questo significa che non appena viene aggiunta acqua all’alimento deidratato, devono essere adottate le precauzioni richieste per un alimento fresco, poiché i microrganismi sopravvissuti possono nuovamente svilupparsi.

18. ACQUA LIBERA (Aw - activity water) I microrganismi necessitano di acqua per il loro metabolismo. Ogni substrato per consentire la crescita microbica deve presentare una fase acquosa che funge da solvente per le sostanze nutritive. L’acqua libera rappresenta la quota d’acqua del substrato che i microrganismi possono utilizzare per il loro metabolismo.

19. Aw = p/p0 p = tensione di vapore dell’acqua del substrato. p0=tensione di vapore dell’acqua pura. Nell’acqua pura p = p0 e quindi aW = 1 L’aggiunta di uno o più soluti abbassa la tensione di vapore dell’acqua del substrato e quindi aW diventa inferiore a 1.

20. Esiste un optimum di aw per la crescita microbica. Via via che l’aw si abbassa diminuisce la possibilità di sviluppo microbico fino ad un livello di aw al quale si ha il blocco della moltiplicazione

21. Aw Attività dell’acqua o Acqua libera Xerofilo: capace di vivere a basse Aw e ad alte conc. saline Alofilo: capace di vivere ad alte concentrazioni saline Osmofilo: capace di vivere ad alte concentrazioni di zuccheri

25. CONTROLLO DEL DETERIORAMENTO ALIMENTARE • RIMOZIONE FISICA DEI MICRORGANISMI (filtrazione) • CAMBIAMENTO DELLA TEMPERATURA • CAMBIAMENTO DELL’ATTIVITA’ DELL’ ACQUA • UTILIZZO DI SOSTANZE CHIMICHE • UTILIZZO DI RADIAZIONI • INIBIZIONE DELLA PROLIFERAZIONE INDOTTA DA SOSTANZE DI • ORIGINE MICROBICA

26. TERMORESISTENZA DEI MICRORGANISMI Distruzione delle spore in 10’-20’ 120° Distruzione rapida di tutte le forme vegetative 100° 80° Zona termica di pastorizzazione 60° Zona di massimo sviluppo per i batteri termofili 40° Zona di massimo sviluppo per i batteri mesofili 20° Sviluppo massimo psicrofili, attenuato dei mesofili 0° Sviluppo attenuato degli psicrofili - 20° Cessazione progressiva dello sviluppo microbico - 40°

27. METODI DI CONSERVAZIONE CAMBIAMENTO DELLA TEMPERATURA BASSE TEMPERATURE (conservazione a freddo) - Refrigerazione a 5°C rallenta la proliferazione microbica - Limite del metodo  elimina solo gli organismi più sensibili al freddo TEMPERATURE ELEVATE PASTORIZZAZIONE trattamento a calore controllato di alcuni alimenti che NON sterilizza ma riduce il livello di batteri responsabili del deterioramento 63°C per 5min PASTORIZZAZIONE BASSA 72°C per 15sec PASTORIZZAZIONE-FLASH (alta) 120-150°C per 1-3sec UTH (Ultra High Temperature) RISCALDAMENTO E CONSERVAZIONE IN SCATOLAL’alimento viene sigillato in un contenitore, riscaldato in modo da uccidere qualunque organismo vivente o per escludere la proliferazione di microrganismi rimasti vivi dopo il trattamento

29. ACIDITA’ (conservazione sott’aceto) ATTIVITA’ dell’ACQUA può ridurre:

30. Metodi Fisici Calore Pastorizzazione Sterilizzazione Freddo Refrigerazione Congelazione Surgelazione Disidratazione Concentrazione Essiccamento Liofilizzazione Affumicamento Irraggiamento

31. CALORE

32. Conservazione con il calore I microrganismi sono sensibili al calore umido. La composizione chimica e il grado di acidità influenzano la termoresistenza dei microrganismi. I trattamenti con il caldo sono due: La pastorizzazione consiste nel riscaldamento veloce a 70-80° di liquidi, come il latte. La sterilizzazione che consiste nel riscaldamento dei cibi a temperature di 120-150° per un quarto d’ora.

33. IMPIEGO DEL CALORE Sottoponendo un alimento ad una temperatura superiore a 75°C in modo uniforme in tutti i suoi punti per 8-10’, i batteri patogeni asporigeni vengono eliminati. Più la temperatura è alta, maggiore è la possibilità di distruzione 65°C-80°C per 5 minuti vengono distrutti i patogeni asporigeni pastorizzazione si ottiene la distruzione degli asporigeni; molte spore e alcune tossine possono resistere. ebollizione sterilizzazione si ha la distruzione anche delle spore

34. CALORE • Utilizzato per bonificare alimenti (uccidere i microrganismi patogeni): • Pastorizzazione 65°C per 30’ – 72°C per 15’ • Ebollizione 100°C per 5’-10’ • Sterilizzazione 121°C per 15’

35. Abbiamo due tipi di pastorizzazione: • Pastorizzazione bassa: si applica solo in presenza di latte a minimo rischio di contaminazione, viene portato a 65°C per un periodo di 30 minuti. • La pastorizzazione rapida HTST: il latte è portato a temperatura di 72°C per almeno 15 secondi. Questa temperatura uccide il 95% dei batteri, mentre resta un 5% costituito dalle spore. Per rallentare la crescita dei batteri, il latte viene immediatamente raffreddato a 4°C. Il latte pastorizzato può essere conservato a 4°C per 4 giorni.

36. Il trattamento UHT: il latte viene scaldato a 135°C per 2-5 secondi. Il latte UHT può essere conservato anche per più di tre mesi. • La sterilizzazione: è un trattamento termico che assicura l’eliminazione completa di tutti i batteri, anche delle spore. Il metodo più usato è l’upperizzazione: il vapore viene iniettato a 13 bar nel latte portandolo in 4 secondi a 140°C. Il latte poi passa in camera di decompressione, sotto vuoto parziale e a 75°C il vapore è riceduto . Il latte così sterilizzato ha un lungo mantenimento a temperatura ambiente, che dura dai 4 ai 6 mesi. Il latte sterilizzato è più sicuro del latte UHT, ma assume un sapore di “cotto”.

37. Conservazione con il freddo Le basse temperature consentono di conservare più a lungo gli alimenti grazie al fatto che rallentano sia le reazioni chimiche degli enzimi. I prodotti conservati con il freddo possono essere refrigerati o congelati. Il congelamento consiste nel raffreddare i cibi a temperature di -15° o -20°. La surgelazione consiste invece nel raffreddare i cibi a temperature di ben -40° o -50°.

38. FREDDO • Utilizzato per la conservazione degli alimenti: • Refrigerazione: 0 + 4°C • Congelamento: • Rapido: raggiungimento di –18°C all’interno dell’alimento in meno di 4 ore (surgelazione) • Lento: raggiungimento di –18°C all’interno dell’alimento in molte ore

39. Congelamento

40. 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.

41. Acqua Gli alimenti contengono quantità rilevanti di acqua ;la sua presenza è importante ai fini strutturali ,organolettici e strutturali.Non si trova mai allo stato puro,ma sempre in soluzioni piu o meno concentrate. Secondo una teoria classica l’acqua negli alimenti si divide in due categorie: -acqua legata con ponti idrogeno alle molecole organiche(proteine e sali),organizzata in strati sovrapposti ,non congelabile e non utilizzabile dai microrganismi; -acqua libera che è la maggior parte dell’ acqua contenuta negli alimenti,trattenuta dalle forze fisiche,che congela a temperature inferiori rispetto all’ acqua pura ed in relazione ai soluti disciolti,ed utilizzabile dai microrganismi. L’ACQUA CORPOREA SI TROVA COSI’ DISTRIBUITA -acqua intercellulare che si trova all’interno delle cellule rappresenta il 40% del peso corporeo -acqua extracellulare, in totale circa il 20% -acqua plasmatica rapidamente scambiabile -acqua interstiziale e linfa con un ricambio più lento -acqua nel tessuto connetivo e osseo -liquidi transcellulari, prodotti dalle ghiandole esocrine e dalle mucose dell’apparato respiratorio , gastroenterico e riproduttivo FUNZIONI E FABBISOGNO: -è solvente di gas, elettroliti e colloidi; -trasporta alle cellule le sostanze nutritive ed allontana quelle di rifiuto; -partecipa ai processi di termoregolazione; -costituisce il mezzo in cui avvengono le reazioni metabolich e digestive -è costituente fondamentale delle secrezioni -svolge una funzzione plasmatica, conferendo turgore alle cellule.

42. Questo avviene perché l'acqua è presente negli alimenti sottoforma di acqua libera, che congela a temperature poco inferiori allo zero, e acqua legata attraverso legami di natura elettrostatica a proteine, glucidi, cellulosa, ecc. Quest'ultima ha un punto di congelamento molto inferiore rispetto all'acqua libera.Durante il congelamento, l'acqua legata passa allo stato di acqua libera: l'acqua legata residua si concentra sempre più e abbassa il suo punto di gelo fino a oltre -40 gradi, e quindi rimane allo stato liquido consentendo lo sviluppo delle reazioni di degradazione.

43. Congelamento lento e rapido 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.

44. Surgelamento

45. Se invece l'alimento viene sottoposto a temperature di -30, -50 o inferiori, prevale la fase di nucleazione e si parla di congelamento rapido o di surgelazione: 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.

46. 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.

47. Conservazione per disidratazione Poiché l’attività degli enzimi e dei microrganismi necessita d’acqua, si ritiene utile eliminarla dall’alimento stesso. Per fare ciò ci sono due possibilità: ridurre l’acqua totale e allora si parla di concentrazione o essiccazione oppure agire solo sull’acqua libera, aggiungendo sostanze naturali che sottraggono quest’ultima aumentando la concentrazione della soluzione.

48. Essiccazione

49. Lo scopo dell'essicazione è quello di rimuovere la quasi totalità dell'acqua contenuta negli alimenti, fino a un massimo del 10-15%.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). Hanno il difetto di essere molti lunghi, e di non impedire la contaminazione e la modificazione delle qualità nutritive e organolettiche degli alimenti.I metodi artificiali, nati all'inizio del '900, avvengono riscaldando il prodotto tramite gas, radiazioni infrarosse, soffianti che inviano un getto di aria calda o contatto con superfici calde.

50. il processo di essiccazione determina la concentrazione di tutti gli elementi nutritivi accentuando quindi le proprietà del frutto fresco. Oltre agli zuccheri questi frutti hanno quantità elevate di proteine, fibre, vitamine e sali minerali. Non c’e’ da stupirsi, perciò se i nutrizionisti considerano la frutta essiccata come un prezioso complemento alimentare, ottima soprattutto per bambini e anziani bisognosi di alimenti rimineralizzanti e fortificanti