430 likes | 613 Views
Produzione di insaccati fermentati Confronto fra tecnologie di produzione tradizionali e con colture starter. Judit Gasparik Reichardt Hungarian Meat Research Institute. Leonardo da Vinci. Storia dei prodotti a base di carne fermentata ed essiccata.
E N D
Produzione di insaccati fermentati Confronto fra tecnologie di produzione tradizionali e con colture starter Judit Gasparik Reichardt Hungarian Meat Research Institute Leonardo da Vinci
Storia dei prodotti a base di carne fermentata ed essiccata • La carne deve essere conservata in qualche modo per evitare il deterioramento L’essiccazione e la fermentazione della carne è il metodo più antico di conservazione • La fermentazione e l’essiccazione nella maggior parte dei casi sono associate Conservazione • Può ridurre la carica microbica iniziale o • Può inibire la crescita dei batterica sopravvissuti ai trattamenti • Può essere di tipo fisico, chimico, biologico o una combinazione di trattamenti
Storia dei prodotti a base di carne fermentata ed essiccata • Una lunga storia non solo in Europa, ma anche in altri paesi- Cipro - più di 2000 anni fa- Salume di maiale cinese - 500 anni a.C.- Salume essiccato in Europa - solo 250 anni I prodotti vengono stagionati a temperature diverse: • Lo stile europeo (del “Vecchio Mondo”) prevede che la fermentazione avvenga generalmente a basse temperature. La temperatura è il solo o il principale inibitore. • I salumi Cinesi sono generalmente essiccati a temperature elevate Questo causa inattivazione microbica.
Principali fasi di produzione di salumi fermentati essiccati • Selezione delle materie prime (qualità igienica e tecnologica) • Congelamento/raffreddamento delle materie prime (critico: lardo - 4 ° C. .. -7 ° C) • Macinatura e impastatura di carne e grasso ( Impastatrice/bowl chopper o tritacarne e mixer sottovuoto) • Aggiunta di spezie e di sale per la stagionatura (“Curing salt”: colture starter e carboidrati) • Miscelazione • Rimozione dell’aria (Impastatrice o miscelatore sottovuoto) • Insaccatura e graffettatura (Insaccatrice sottovuoto) • Essiccamento della superficie • Affumicatura (se necessaria in base al paese/prodotto) • Incubazione (se sono state aggiunte culture starter) • Maturazione • Essiccazione • Confezionamento (i dettagli nell’altro file)
Principali fasi di produzione di salumi fermentati essiccati Materie prime e additivi • Pezzi di carne magra, tagli principali, grasso (lardo) • Spezie • Nitriti, miscele di stagionatura o nitrati • Colture Starter o acidificanti chimici - solo per salumi ad alta acidità • Carboidrati (zucchero) • Altri additivi • Budelli (naturali o artificiali) • Pellicole per il confezionamento
Principali fasi di produzione di salumi fermentati essiccati CongelamentoObiettivo: superfici di taglio nette, senza sbavature, insaccatura a bassa temperatura per evitare imprecisioni e pellicole grasse Macinatura Obiettivo: raggiungere le dimensioni richieste, miscelare in modo omogeneo le spezie, i nitriti ed altri additivi o acidificanti chimici aggiunti. Ordine corretto: aggiungere prima le colture starter e alla fine i nitriti (nitrite curing blend)
Principali fasi di produzione di salumi fermentati essiccati Insaccatura e graffettatura: • Utilizzare involucri/budelli (naturali o artificiali) permeabili all’umidità, ma opportunamente resistenti • Insaccatura senza bolle d’aria - rimozione dell'aria • Evitare danni dell'involucro durante la chiusura Asciugatura della superficie: Obiettivo: inibire la crescita indesiderata di microrganismi(crescita di lieviti e muffe, di batteri che formano pellicole viscose) stabilire le condizioni per una buona affumicatura.
Principali fasi di produzione di salumi fermentati essiccati Incubazione Obiettivo: acidificazione a partire dai carboidrati aggiunti e sostegno al metabolismo e alla crescita delle colture starter, abbassamento del pH a valori sotto 5,3(vedere maggiori dettagli sulle colture starter in seguito)Temperature: Europa centrale: 20 - 24 ° C Europa del nord: può essere anche di 28 - 30 ° C USA: 37 ° C
Principali fasi di produzione di salumi fermentati essiccati Affumicatura Obiettivo: formazione dell’aroma, miglioramento del colore, inibizione della crescita di microrganismi indesiderati e riduzione dell’irrancidimento Sistemi: • In modo tradizionale bruciando tronchi di legno, trucioli e segatura • Nebulizzando fumo liquido • Miscelando fumo liquido nell’impasto del salume (etichettatura!) Temperatura dell’affumicatura: • 10-12 ° C per un tempo più lungo in caso di salumi a bassa acidità • temperature più alte (18 - 22 °C) per un tempo più breve con salumi ad elevata acidità
Principali fasi di produzione di salumi fermentati essiccati Maturazione/asciugatura • Salumi essiccati a bassa acidità: tollerano solo lenti processi di asciugatura che possono essere controllati tramite la velocità dell'aria, la temperatura deve essere mantenuta bassa (<15°C) per poter controllare la crescita dei microrganismi dannosi. • Salumi con media asciugatura ad alta acidità: tollerano elevati tassi d’asciugatura in quanto il pH risulta prossimo al punto isoelettrico delle proteine muscolari e l'umidità debolmente legata è facilmente persa. Le colture starter generalmente richiedono temperature più elevate (20-37°C) per la loro crescita e metabolismo, ma la caduta del pH controlla la crescita dei microrganismi dannosi. Per motivi di sicurezza l’abbassamento del pH dovrebbe avvenire prima possibile.
Principali fasi di produzione di salumi fermentati essiccati Maturazione/asciugatura Uno dei principali fattori inibitori dei microrganismi patogeni ed alteranti è un valore basso dell’attività dell’acqua (Aw). • se l’aw è abbastanza bassa (<0,89) provoca un’inibizione adeguata • se è superiore (per esempio 0,95), è necessaria una combinazione con un pH basso per garantire la sicurezza alimentare. La riduzione del aw si ottiene di solito con l'aggiunta di sale di stagionatura (curing salt: NaCl: 99,5%, NaNO2: 0,5%) e l'essiccazione. In Cina viene applicato un altro metodo: viene impiegata una bassa quantità di sale, elevate quantità di zucchero (20-25%) ed alte temperatura di essiccazione (50°C o superiore) - (diametro piccolo – abbassamento veloce dell’ aw, gusto del tutto diverso dai prodotti europei o americani).
Prodotti a base di carne fermentati a bassa acidità Caratteristiche comuni dei prodotti tradizionali a base di carne fermentati a bassa acidità: • Sono tutti fermentati ed essiccati per lungo periodo • Nessun carboidrato viene aggiunto (o solo in bassissime quantità), nessun sostanziale abbattimento di carboidrati e produzione di acidi • Valori di pH superiori a 5,5, di solito 5,8-6,2 Principali modifiche durante la maturazione: • L’essiccazione provoca una perdita di peso della carne che può raggiungere il 40-50% • L’essiccazione provoca una selezione della flora iniziali • Gli enzimi proteolitici demoliscono le proteine muscolari • Gli enzimi lipolitici degradano il grasso • Riduzione del nitrito • La frazione di sale solubile gelifica
Prodotti a base di carne fermentati ad alta acidità • Le colture starter come colture microbiche pure sono in uso da circa 60 anni nel settore della carne Niinivaara – Europa Niven - USA • In origine l’acidificazione e la riduzione dei nitrati è stato l'obiettivo principale nelle produzioni degli Stati Uniti e d’Europa • Colture starter di batteri acido produttori (LAB) sono aggiunte da sole o in miscela • Tendenze: Temperature d’incubazione più bassa in Europa (20-24°C)Temperature d’incubazione più alte negli Stati Uniti (circa 37°C)
Prodotti a base di carne fermentati ad alta acidità Caratteristiche comuni dei prodotti tradizionali a base di carne fermentati ad alta acidità: • I salumi vengono fatti fermentare ed asciugare per un tempo più breve • L’impasto contiene sempre carboidrati aggiunti come fonte per la produzione di acido lattico, che svolge un ruolo decisivo nella formazione del gusto, della consistenza, della stabilità e della sicurezza. • I valori di pH dei prodotti sono inferiori a 5,3 Principali modifiche durante la maturazione: • Si forma acido lattico ed il pH scende sotto 5,3 • Con l’essiccazione vi è una perdita di peso - il 15-20% è sufficiente (non per prodotti confezionati a lunga conservazione) • Selezione della microflora iniziale • Enzimi proteolitici degradano le proteine muscolari • Diverse colture starter e la carne possiedono attività lipolitica
Colture starter abitualmente utilizzate nell’industria della carne
Variazioni di pH durante processi di maturazione effettuati in modo tradizionale e con colture starter
Perdita di peso durante la fermentazione e l’asciugatura di salumi prodoti in modo tradizionale e con colture starter (diametro 50 mm)
Variazioni di flora microbica durante la fermentazione con colture starter
Criteri di scelta delle colture starter • Tutti i tipi di colture starter devono essere sicuri (non tossiche e non patogene), il loro utilizzo non deve avere nessun rischio per la salute. • Produzione di acido rapida e sempre riproducibile(sfavorevole per la crescita di micrococchi / Kocuria) • Per soddisfare altri requisiti tecnologici: • Resistenza ad abbassamenti di pH e aw • Migliorare il colore • Formazione dell’aroma, degradazione di proteine e lipidi • Attività sui nitriti e catalasi • Formazione sulla superficie del salume (muffe) di un’unica copertura fungina ed inibizione di altri microbi • Buona vitalità per competere con i microbi indesiderati
Vantaggi nell’utilizzo di colture starter: • Buona vitalità per la competizione con i microbi indesiderati • Produzione rapida e riproducibile di acido • Resistenza nel tollerare abbassamenti di pH e aw • Aumento della sicurezza del prodotto • Diminuizione dei tempi di maturazione • Miglioramento del processo di formazione del colore • Estensione della shelf-life • Standardizzazione della qualità del prodotto
Elementi che influenzano la produzione di acido delle colture starter • Temperatura • Tipo di carboidrati • Quantità di carboidrati • Concentrazione di sale • pH • Diametro del salume • Ossigeno • Tipo e quantità di spezie • Altri additivi • Concentrazione di nitriti • Contaminazione microbica • Carica iniziale di coltura starter • Attività della coltura starter
Acidificanti chimici Perchè non aggiungere acido direttamente? - Il problema è che l'acido dovrebbe reagire con le proteine della carne solo dopo diverse ore dall’insaccatura, altrimenti non si formerebbe una struttura adatta per essere affettata- GDL - idrolizza nell’acqua rilasciata dalla carne, la reazione siinnesca solo alcune ore dopo l’insaccatura- Acidi organici incapsulati con rivestimento speciale che si fondea temperature elevate
Acidificanti chimici • L’abbassamento del pH nei salumi fermentati avviene in pochissimo tempo – alcune ore rispetto ad alcuni giorni – non è necessario incubare • Si ottiene la sicurezza microbiologica -Le proprietà organolettiche e la shelf-life sono migliori nei prodotti preparati con colture stater.
Alcuni importanti aspetti tecnologici • Deve essere impiegato grasso duro/compatto; grassi provenienti da animali nutriti con quantità eccessive di acidi grassi insaturi non hanno una struttura ferma, ben affettabile e l'irrancidimento si sviluppa prima. • Deve essere utilizzata la giusta quantità e tipologia di carboidrati Troppo poca non supporterà adeguatamente la produzione di acido lattico; troppa può causare un’eccessiva acidità o addirittura inibire la crescita di colture starter a causa dell'abbassamento eccessivo della aw. La fermentazione può essere controllata con la scelta dei carboidrati (mono-, di-, oligosaccaridi) • Una bassa concentrazione (<2%) di sali di stagionatura (generalmente una miscela di 0,5% NaNO2 e il 99,5% NaCl) favorisce più i microbi indesiderati che le colture starter; una concentrazione elevata (> 4%) inibisce la crescita delle colture starter. Deve essere raggiunto il compromesso ottimale.
Alcuni importanti aspetti tecnologici • Una concentrazione relativamente alta (> 105 –106 UFC / g) e una buona attività metabolica delle coltura starter sono un presupposto per una buon salume. • E’ necessario anche un compromesso accettabile per la giusta temperatura di incubazione e maturazione, in funzione delle esigenze della coltura starter. L’obiettivo è che la temperatura dovrebbe favorire più possibile le colture starter ed inibire i microrganismi indesiderati. • Al fine di conseguire un’ottimale tasso di perdita di peso - un requisito essenziale, sia da un punto di vista economico che di qualità - il livello di asciugatura deve essere controllato molto attentamente regolando la differenza tra umidità relativa (H) e umidità relativa di equilibrio (ERH) e la velocità dell'aria in funzione della tipologia di prodotto (acidità bassa e alta) ed il diametro del prodotto.
Tipici difetti e loro cause • La superficie è indistinta, le particelle di grasso non possono essere viste distintamente: la temperatura del grasso non era abbastanza bassa durante le fasi di macinatura, impastatura ed insaccatura • Il salume è deformato: essiccazione troppo rapida, indurimento della superficie, spalmatura di grasso sotto i budelli. I prodotti a bassa acidità tollerano solo processi lenti di essicazione. • Scolorimento della superficie: processo di affumicatura con la superficie umida; processo di affumicatura con umidità relativa elevata; maturazione con umidità relativa troppo elevata. • Scolorimento interno: sale di stagionatura insufficiente, rimozione di ossigeno insufficiente durante l’impastatura e l'insaccatura; grasso troppo vecchio (rancido)
Tipici difetti e loro cause • Macchie bianche (lieviti) o muffe sulla superficie: inefficient asciugatura inefficiente; contaminazione dell’ambiente di maturazione con lieviti e muffe • Strato bianco e sottile sulla superficie: cristalli di fosfato a bassa temperatura • Gusto troppo acido: concentrazione troppo alta di carboidrati; temperatura più alta del necessario (coltura starter -dipendente) coltura starter - specifica (produzione di acido acetico oltre ad acido lattico) • Insufficiente “tagliabilità”: non adeguata riduzione del pH e/o dell’aw; la spalmatura del grasso inibisce binding; gli acidificanti chimici reagiscono troppo in fretta (prima dell’insaccatura)
Tipici difetti e loro cause • Pellicola di grasso:il grasso non era congelato, la macchina insaccatrice lavora male, strappo dei budelli, throwing back impasto • Separazione del grassosul budello e sotto il budello; uso di grasso morbido, temperatura troppo elevata, asciugatura eccessiva • Deterioramento superficiale : in condizioni di elevata umidità possono crescere micrococchi/ Kocuria, lieviti e muffe, provocando caratteristici odori sgradevoli (microrganismo-dipendenti) • Deterioramento interno: asciugatura troppo lenta a temperature elevate; concentrazione iniziale di sale troppo bassa; ingredienti con contaminazione elevata; insuccesso della coltura starter; pH troppo alto della carne; concentrazione troppo bassa di carboidrati, insufficiente rimozione di ossigeno
Sicurezza microbiologica dei prodotti a base di carne fermentati - I prodotti a base di carne fermentati sono in genere considerati sicuri se i punti critici sono adeguatamente tenuti sotto controllo (GMP, GHP) • nei salumi a bassa acidità la bassa temperatura inibisce la crescita di microrganismi pericolosi e la riduzione di aw neinattiva la maggior parte • nei salumi ad alta acidità semi-asciutti, il basso pH e il basso valore di aw insieme inibisconola crescita ed inattivano la maggior parte dei microrganismi pericolosi - l’inibizione della crescita di Salmonella, E. coli, Staph. aureus ed altra flora competitiva è stato ben determinato da diversi ricercatori
Sicurezza microbiologica dei prodotti a base di carne fermentati • Alcuni salumi semi-asciutti sono trattati con il calore, o immediatamente dopo l’insaccatura o dopo una breve fermentazione. Questo trattamento al calore è sufficiente per eliminare tutte le forme vegetative e le spore meno resistenti– „miglior inizio” dal punto di vista igienico per l’asciugatura (le proprietà sensoriali non sono le stesse) Nuovi patogeni emergenti: - prima Listeria monocytogenes • successivamente E. coli O157:H7 (caso studio) può sopravvivere alla fermentazione • molto importante l’uso di materie prime di alta qualità • colture starter altamente attive – numero elevato, rapida riduzione del pH - Nuovo tipo di coltura starter che può produrre batteriocina- una sostanza biologicamente attiva che può inibire i patogeni emergenti
Range e limiti di stabilità e sicurezza di salumi duri e semi duri Se il pH va sotto 5.3 il prodotto con aw ≤0.95 diventa stabile e sicuro Se aw va sotto 0.89 il prodotto diventa praticamente stabile e sicuro indipendentemente dal valore di pH Se il pH iniziale viene aggiustato a ≤4.5 con acidulanti chimici il prodotto diventa stabile e sicuro anche se con difetti di palatabilità e “tagliabilità”
Cosa sono le batteriocine? Le batteriocine prodotte dai batteri lattici possono essere definite come proteine biologicamente attive o complessi di proteine con proprietà battericide ed inibenti verso una gamma più o meno ampia di microrganismi. (Maggiori informazioni in WP 1)
Probiotici Aggiunti al prodotto non per ridurre il pH, ma per gli effetti positivi su intestino e salute • Non patogeni • Numero e vitalità dei microrganismi • Habitat naturale dell'organismo • Capacità di aderenza del probiotico • Tolleranza agli acidi e alla bile • Potenziamento dell’azione inibente verso i patogeni • Potenziale fattore immunogenico • Capacità fermentativa • Formazione di un buon sapore negli alimenti a base di latte
Ulteriori letture Encyclopedia of Meat sciences, edited by Werner K. Jensen,Carrick Devine and Michael Dikeman Chapter: SAUSAGES, TYPES OF (Volume three, p: 1207-1214) Dry and semi-dry; K. Incze