In questo modulo verranno brevemente presentati i seguenti argomenti:



- Perché trattamenti ad alta temperatura negli alimenti?

- Ruolo delle alte temperature sulle reazioni degradative negli alimenti

- Tecnologie ad alte temperature applicate agli alimenti e relative applicazioni

-- Scottatura

-- Pastorizzazione

-- Sterilizzazion

Pittia, Paola

Organic Eprints

Mosciano Sant'Angelo, 03. -04. March, 2016 Trattamenti ad alta temperatura - aspetti generali  Paola Pittia Università degli Studi di Teramo, Facoltà di Bioscienze e Tecnologie Agroalimentari ed ambientali (Italy) ppittia@unite.it   Modulo: processi sostenibili per prodotti alimentari biologici Modulo 5 Contributo alla traduzione in italiano: Lilia Neri Mosciano Sant'Angelo, 03. -04. March, 2016 Indice In questo modulo verranno brevemente presentati i seguenti argomenti:  ü Perché trattamenti ad alta temperatura negli alimenti? ü Ruolo delle alte temperature sulle reazioni degradative negli alimenti ü Tecnologie ad alte temperature applicate agli alimenti e relative applicazioni • Scottatura • Pastorizzazione • Sterilizzazione Modulo: processi sostenibili per prodotti alimentari biologici Mosciano Sant'Angelo, 03. -04. March, 2016 Risultati di apprendimento Il corsista migliorerà la sua/e conoscenza/e su: - La stabilizzazione degli alimenti attraverso i trattamenti termici - L‘importanza dei parametri di processo per ottenere alimenti stabili e di qualità Modulo: processi sostenibili per prodotti alimentari biologici Mosciano Sant'Angelo, 03. -04. March, 2016 TRATTAMENTI TERMICI NEGLI ALIMENTI Sommario dei processi applicati sugli alimenti che sfruttano il calore Processi ad alte temperature negli alimenti Vapore/ acqua ARIA OLIO Energia radiante estrusione evaporazione cottura scottatura pastorizzazione Sterilizzazione disidratazione tostatura cottura cottura frittura Pastorizzazione/cottura con microonde Cottura ad infrarossi Modulo: processi sostenibili per prodotti alimentari biologici Mosciano Sant'Angelo, 03. -04. March, 2016 Perchè trattamenti termici negli alimenti? Effetti desiderati Processi/applicazioni Inattivazione enzimatica Morte microbica Stabilizzazione enzimatica e microbica          cottura, scottatura Pastorizzazione e sterilizzazione Disidratazione/concentrazione Reazioni chimiche Modificazione delle proprietà qualitative Cottura  Tostatura Transizioni di fase/separazione Sepazione/separazione di composti Distillazione (etanolo, composti volatili) Disidratazione(rimozione dell’acqua) Modulo: processi sostenibili per prodotti alimentari biologici Mosciano Sant'Angelo, 03. -04. March, 2016 Obiettivi  1. Desiderati - Shelf-life: prolungamento - sicurezza: effetto sanificante v Riduzione del numero di microrganismi pericolosi per la salute pubblica v Creazione di condizioni inibenti la crescita microbica v Degradazione chimica di composti tossici 2. Altri effetti desiderati - Attributi qualitativi: modificazione della qualità sensoriale(es. colore e aroma di prodotti da forno)  - Valore nutrizionale: aumento della digeribilità, biodisponibilità Processi di stabilizzazione termica Modulo: processi sostenibili per prodotti alimentari biologici Mosciano Sant'Angelo, 03. -04. March, 2016 Effetti indesiderati, collaterali:  Trattamenti termici intensi possono determinare  -  Proprietà sensoriali: cambiamenti significativi (aroma, colore, consistenza) -  Valore nutrizionale e salutistico: riduzione a causa della perdita di composti termolabili Processi di stabilizzazione termica Modulo: processi sostenibili per prodotti alimentari biologici Mosciano Sant'Angelo, 03. -04. March, 2016 Enzimi: molecole di origine proteica, in grado di catalizzare e favorire, secondo la loro specificità, reazioni nei sistemi in cui si trovano.  Negli alimenti:? Enzimi endogeni (naturalmente presenti nel cibo)?  Enzimi esogeni (generalmente di origine microbica)  L'attività degli enzimi endogeni o esogeni (dai microrganismi) può causare cambiamenti indesiderati nelle caratteristiche qualitative degli alimenti Effetto del calore sugli enzimi Esempi: Polifenossidasi: imbrunimento Perossidasi: off-flavour, ossidazione lipidica Pectinasi: ammorbidimento Modulo: processi sostenibili per prodotti alimentari biologici Mosciano Sant'Angelo, 03. -04. March, 2016 Ogni enzima ha un intervallo ottimale di temperatura (min-max) e: - Al di sotto della temperatura minima: rallentamento dell'attività  - Al di sopra della temperature massima: la frazione proteica può essere denaturata e il calore può alterare la sua capacità di catalizzare le reazioni chimiche Effetto del calore sugli enzimi inattivazione Temperatura Attività enzimatica Optimum denaturazione termica Modificazione dell’accessibilità del substrato Modulo: processi sostenibili per prodotti alimentari biologici Mosciano Sant'Angelo, 03. -04. March, 2016 Microorganismi (vegetativi, spore, muffe, lieviti): ciascun microrganismo ha un intervallo ottimale di temperatura (min-max) di crescita e produzione di tossine (solo microrganismi tossinogenetici) e: -al di sotto della temperatura minima: l'attività è significativamente ridotta -al di sopra della temperatura massima: la cellula viene progressivamente danneggiata e causa la morte cellulare Effetto del calore  sui microrganismi Modulo: processi sostenibili per prodotti alimentari biologici Mosciano Sant'Angelo, 03. -04. March, 2016 Al di sopra della temperatura massima dell'intervallo di temperatura ottimale, le cellule microbiche vengono progressivamente danneggiate e questo causa la morte Modulo: processi sostenibili per prodotti alimentari biologici Effett  del calore sui microrganismi Mosciano Sant'Angelo, 03. -04. March, 2016 • Ogni microrganismo ha una termoresistenza specifica che è descritta da due parametri: DT = tempo (min) necessario per determinare la morte di un ceppo (= 90%) di una popolazione microbica ad una temperatura specifica T      Z: intervallo di temperatura che determina una variazione di 10 volte del DT  Ogni trattamento termico è impostato come una combinazione di tempo e temperatura volto a determinare un certo grado di inattivazione microbica. Le condizioni termiche sono diverse a seconda dei microrganismi bersaglio, del tipo di cibo, delle condizioni di trattamento del trattamento termico. Modulo: processi sostenibili per prodotti alimentari biologici Effett  del calore sui microrganismi Mosciano Sant'Angelo, 03. -04. March, 2016 Trattamenti termici: •  Blanching/scottatura •  pasterizzazione •  sterilizzazione   Mezzi per il trasferimento del calore: •  Diretto(aria) •  Indiretto (scambiatori di calore, vapore o acqua) •  Microonde •  Riscaldamento ohmico     Trattame ti termici per la stabilizzazione degli alimenti Modulo: processi sostenibili per prodotti alimentari biologici Mosciano Sant'Angelo, 03. -04. March, 2016 Trattamento termico eseguito a temperature relativamente basse e tempi brevi (70-105 ° C) come pretrattamento di vegetali che devono essere sottoposti ai seguenti processi di stabilizzazione (essiccazione, congelamento, sterilizzazione. Effettuato per immersione in acqua calda, in galleria con vapore acqueo o microonde Obiettivo principale:    - Inattivazione enzimatica Blanching Ogni vegetale ha specifici enzimi target che devono essere inattivati per ottenere la stabilità ed evitare cambiamenti di qualità durante la lavorazione e la conservazione. Pertanto, a seconda dell'enzima target e della sua termostabilità, il blanching viene eseguito impiegando determinate condizioni di processo Leggero effetto su altre proprietà qualitative Modulo: processi sostenibili per prodotti alimentari biologici Mosciano Sant'Angelo, 03. -04. March, 2016 Trattamento termico leggero effettuato a T ≤ 100 °C volto a distruggere microrganismi patogeni e cellule vegetative di microrganismi degradativi a bassa termoresistenza Per le condizioni di processo applicate la pastorizzazione determina anche l'inattivazione degli enzimi alterativi Pastorizzazione Obiettivo principale - Distruzione dei microrganismi patogeni(= sicurezza alimentare) -  Inattivazione enzimatica Effetto limitato su altri attributi qualitativi(nutrizionale, sensoriale) Modulo: processi sostenibili per prodotti alimentari biologici Mosciano Sant'Angelo, 03. -04. March, 2016 A seconda del pH del cibo, la pastorizzazione potrebbe determinare -se pH alimento <4,5 dopo la pastorizzazione, il prodotto è definibile come «conserva» (vale a dire stabile a temperatura ambiente). A questo pH, dopo il trattamento termico, potrebbero crescere solo microrganismi termolabili, non patogeni e non sporigeni e la pastorizzazione può causare la loro morte termica. - se pH alimento > 4,5, dopo la pastorizzazione, il prodotto non è stabile sugli scaffali (semiconserva) e per scopi di stabilità sono necessarie azioni aggiuntive (refrigerazione). Negli alimenti a pH> 4,5 anche dopo il trattamento termico, microrganismi patogeni, termoresistenti crescono e non vengono uccisi dal trattamento termico leggero Pastorizzazione Modulo: processi sostenibili per prodotti alimentari biologici Mosciano Sant'Angelo, 03. -04. March, 2016 Pastorizzazione pH minimo per la crescita Microrgamismi  5 4.6 4.5 Sporigeni/thermofili  Bacillus, Salmonella Cl. Botulinum  4.2 3.9 1.5  Cl. butirricum, E. coli Non sporigeni Lattobacilli  PATOGENI Alta termoresistenza (sono necessari trattamenti termici T> 100 ° C) PATOGENI bassa termoresistenza (sono necessari trattamenti termici T <100 ° C) Modulo: processi sostenibili per prodotti alimentari biologici Mosciano Sant'Angelo, 03. -04. March, 2016 Intenso trattamento termico effettuato a T> 100 ° C finalizzato a distruggere tutti i microrganismi (cellule e spore vegetative) anche quelli con elevata termoresistenza Per le condizioni di processo applicate, la sterilizzazione determina anche l'inattivazione degli enzimi alterativi Sterilizzazione Obiettivi principali:    -  Distruzione dei microrganismi patogeni(= sicurezza alimentare) -  Inattivazione enzimatica Effetto negativo su altri attributi qualitativi (nutrizionale, sensoriale) Modulo: processi sostenibili per prodotti alimentari biologici Mosciano Sant'Angelo, 03. -04. March, 2016 •  Sul prodotto dopo confezionamento (convenzionale)  ALIMENTO IMBALLAGGIO* RIEMPIMENTO E CHIUSURA ERMETICA TRATTAMENTO TERMICO(sterilizzazione, pastorizzazione) Vetro Metallo Plastiche termoresistenti *: La confezione deve essere termoresistente Processi termici Modulo: processi sostenibili per prodotti alimentari biologici Mosciano Sant'Angelo, 03. -04. March, 2016 •  Sul prodotto prima del confezionamento (es. processi HTST e UHT). In questo caso sono accoppiati con confezionamento asettico. ALIMENTO CONFEZIONAMENTO ASETTICO TRATTAMENTO TERMICO(sterilizzazione, pastorizzazione CONFEZIONE Sterilizzazione non termica (es. UV, soluzioni  di perossido di idrogeno al 2%) Camera asettica Processi termici Modulo: processi sostenibili per prodotti alimentari biologici Mosciano Sant'Angelo, 03. -04. March, 2016 Bibliografia •  Sing R.P, Eldman D.  Introduction to Food Engineering. 5th Edition Academic Press, 2013 •  Fellows P.J. Food Processing Technology. 4th  Edition. Woodhead Publishing Series in Food Science, Technology and Nutrition 2016.  Modulo: processi sostenibili per prodotti alimentari biologici 

Trattamenti ad alta temperatura - aspetti generali (Modulo 5)

http://orgprints.org/36292/1/5_Trattamenti%20alta%20temperatura%20%E2%80%93%20aspetti%20generali.pdf

Trattamenti ad alta temperatura - aspetti generali (Modulo 5)

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