Ldb agroecologia2 netti_01

1. SISTEMI CONSERVAZIONE ALIMENTI
Masseria Pascale
0088//0077//22001144

2. Il problema della conservazione
degli alimenti
La conservazione dei prodotti alimentari è
legata al mantenimento da parte
dell’alimento stesso delle caratteristiche
proprie di qualità igienico-sanitaria,
commerciale e organolettica.
Il problema è di grande importanza per ragioni
economiche, geografiche, politiche, climatiche, per
l'incremento demografico e per il continuo aumento
dell'urbanizzazione.

3. Conservazione degli alimenti:
storia e cronaca
La conservazione degli alimenti, cioè il complesso
di tecniche che permettono di ottenere
l'inibizione delle cause di alterazione, precede
l'individuazione delle cause stesse
(microrganismi, enzimi e agenti chimici e fisici)

4. Il deterioramento degli
alimenti
Con questo termine si intende qualunque
modifica dell’aspetto, dell’’odore o del
sapore di un prodotto alimentare che
lo renda inaccettabile al consumatore.

5. L’alterazione degli alimenti è
dovuta a diversi fattori:
la moltiplicazione di batteri , funghi e lieviti
l’attività spontanea di enzimi presenti naturalmente
negli alimenti
fattori fisici: luce, temperatura
fattori chimici: umidità, ossigeno
Tutto ciò determina la comparsa di irrancidimento, di fenomeni
putrefattivi, sviluppo di gas e di odori anomali, modificazione
della consistenza ed inacidimento.

6. Il cibo deteriorato non è sempre
cibo pericoloso per il consumo, ma
in alcuni casi la deperibilità degli
alimenti può essere causata da
microrganismi patogeni.
Le muffe buone Penicillium glaucum
Penicillium roqueforti
Penicillium camembert

7. Le muffe cattive
Rhizopus: muffa del pane
Penicillium spp.

8. Le muffe cattive
La Botrytis cinerea è un fungo parassita che attacca molte varietà di
piante, anche se fra i diversi ospiti quello economicamente più rilevante è
la vite (in particolare aggredisce i grappoli d'uva).
In viticoltura è comunemente nota come muffa grigia.
A l centro la stessa muffa sulle fragole.

9. Penicillium italicum and Penicillium
digitatum growing on an orange.
by George Barron
Le muffe cattive
The name Penicillium comes from
penicillus = brush, and this is based on
the brush-like appearance of the fruiting
structures (above right) under the
microscope.

10. Le caratteristiche fisico-chimiche
degli alimenti determinano
il loro grado di suscettibilità
all’’attività microbica.

11. Classificazione degli alimenti rispetto
alla loro durata di conservazione
Alimenti deperibili, che comprendono molti
cibi freschi (carne, pesce, frutta e verdura)
D.M. 16/12/93 aW=0,95 pH>5,2
Alimenti semideperibili (patate e frutta
secca)
Alimenti non deperibili o stabili (farina,
zucchero, riso, legumi secchi) aW < 0,85

12. Deterioramento microbico di
alimenti freschi
I cibi freschi sono deteriorati da numerosi
tipi di batteri e funghi
Dal momento che le proprietà chimiche variano
ampiamente, i diversi alimenti sono colonizzati dagli
organismi indigeni più idonei a utilizzare i
nutrienti disponibili

13. Deterioramento microbico di alimenti freschi
Prodotto alimentare Tipo di
microrganismo
Principali agenti deterioranti
Frutta e verdura Batteri Pseudomonas, Corynebacterium
(principalmente patogeno per la verdura)
Funghi Aspergillus, Botrytis, Geotrichium,
Rhizopus, Penicilllum, vari lieviti
Carni fresche, frutti
di mare
Batteri Acinetobacter, Aeromonas , Micrococcus,
Pseudomonas, Proteus, Salmonella,
Escherichia, Campylobacter,
Listeria
Funghi Sporotrichium, Candida, Geotrichium,
Rhizopus, Penicilllum, Morula.
Latte Batteri Streptococcus, Pseudomonas,
Leuconostoc, Lactobacillus, Lactococcus,
Proteus, Clostridium, Bacillus,
Flavobacterium
Alimenti con alto
contenuto zuccherino
Batteri Clostridium, Bacillus, Flavobacterium
Funghi Saccharomyces, Torula, Penicillum

14. ORIGINE DEI BATTERI
CAUSA DI MALATTIE ALIMENTARI
Ambiente Animali Uomo
Aeromonas X
B. cereus X
Cl. botulinum X X
Cl. perfringens X X X
S. typhi X
S. non typhi X X
Stafilococci X X
L. monocitogenes X X
E. coli X X
Y. enterocolitica X X
C. jejuni X
Shigella X
Vibrio X

15. COME SI CONTAMINANO GLI ALIMENTI?
1. ALL’ORIGINE
2. DURANTE L’IMMAGAZZIMENTO:
 Depositi non idonei
 Scarsa pulizia delle celle frigo con promiscuità degli alimenti
 Temperature inadeguate
3. DURANTE LA MANIPOLAZIONE:
 Inosservanza delle norme igieniche personali
 Attrezzature e superfici di lavoro contaminate
 Tempi e temperature di cottura inadeguati
 Promiscuità cotto/crudo, sporco/pulito
4. DOPO LA PREPARAZIONE:
 Conservazione a temperatura non idonea
 Promiscuità cotto/crudo
 Confezionamento in condizioni igieniche inadeguate
IN TUTTE LE FASI E’ POSSIBILE LA CONTAMINAZIONE DA PARTE DI INSETTI,
RODITORI, ECC.

16. La crescita microbica negli alimenti
Lo sviluppo dei microrganismi negli alimenti segue il
modello standard della crescita microbica.
o La fase di latenza può essere di durata variabile
o La velocità di crescita durante la fase esponenziale dipende dalla
temperatura, dal valore nutritivo dell’alimento e da altre condizioni
di crescita.
Il tempo necessario affinché la popolazione raggiunga una
densità significativa per determinare il deterioramento
del prodotto alimentare dipende:
dall’inoculo iniziale
dalla velocità di crescita durante la fase
esponenziale.

17. FATTORI CHE INFLUENZANO LA CRESCITA
DEI MICRORGANISMI
• Composizione chimica: (presenza di nutrienti come proteine, zuccheri, grassi,
vitamine, etc.)
• Contenuto in acqua: (Aw: attività dell’acqua) (la maggior parte ha bisogno di una
disponibilità di acqua superiore al 95%)
• pH: neutro e comunque superiore a 4.5 e inferiore a 9
• Atmosfera: gli aerobi hanno bisogno di ossigeno, gli anaerobi sono inattivati
dall’ossigeno (Eh)
• Temperatura:
1. 0-4°C FRIGO (i microrganismi non si riproducono ma rimangono vitali)
2. 15-45°C Temperatura IDEALE per la moltiplicazione dei microrganismi
3. > 60-100°C i microrganismi vengono uccisi ma le spore (Clostridi del botulismo) e alcune
tossine (Staphilococcus aureus) sono termoresistenti e conservano la loro attività
• Tempo trascorso tra preparazione e consumo: (alla temperatura
ottimale 20-40°C si dividono ogni 20 minuti circa)

18. La temperatura
In generale, una bassa temperatura di
conservazione riduce la velocità di deterioramento
Tuttavia, un certo numero di microrganismi psicrotollerati
possono sopravvivere e crescere anche alle temperature di
refrigerazione.
Per tanto è possibile conservare cibi deperibili per lungo tempo
solo a temperature inferiori a 0°C:
-20°C
-80°C (ghiaccio secco)

19. TEMPERATURA
La maggior parte dei microrganismi tossici che attaccano
gli alimenti appartiene al gruppo dei microrganismi mesofili
la cui temperatura ottimale di sviluppo è di 35-37°C (Salmonella,
Cl. botulinum tipo A e B, Cl. perfringens, S. aureus, ecc.).
Anche altre Enterobacteriaceae e la maggior parte dei batteri
Gram+, per es. Bacillus e Clostridium, Micrococcus e batteri lattici,
crescono nell’intervallo mesofilo.
Solo pochi microrganismi appartengono al gruppo dei termofili
perché possiedono una temperatura minima di sviluppo >40°C. Vi
appartengono soprattutto le specie di Bacillus e Clostridium
Alcune muffe sono termotolleranti: possiedono l’optimum di
temperatura nell’intervallo mesofilo, ma possono ugualmente
tollerare temperature di sviluppo elevate.

20. Il pH
La maggior parte dei cibi ha un pH neutro o acido
• Un pH pari o inferiore a 5 inibisce la crescita della maggior parte
dei microrganismi in grado di alterare gli alimenti
Pertanto l’acido viene spesso usato nella conservazione degli
alimenti

21. Cibo fermentato
Nel cibo, in alcuni casi si può sviluppare acido per effetto
dell’attività microbica: il prodotto in al caso viene
definito cibo fermentato
Esempi: crauti, yogurt, panna acida, formaggi.
I microrganismi coinvolti nella fermentazione degli
alimenti sono:
i batteri lattici, acetici e propionici.
Questi batteri non crescono ad un pH inferiore a 4,
pertanto il processo è autolimitante

22. Valori minimi e massimi di pH per lo sviluppo dei microrganismi
Microrganismi Minimo pH Massimo pH Acidoresistenza
Micrococcus sp.
Pseudomonas aeruginosa
Bacillus stearothermophilus
5,6
5,6
5,2
8,1
8,0
9,2
Bassa acidoresistenza
pH min > 5,0
Clostridium botulinum Tipo E
Clostridium sporogens
Bacillus cereus
Vibrio Parahaemolyticus
Clostridium botulinum Tipo A,B
Stafilococcus aureus
Salmonelle
Escherichia coli
Proteus vulgaris
Streptococcus lactis
Becillus cereus
5,0-5,2
5,0
4,9
4,8
4,5
4,0
4,0-4,5
4,4
4,4
4,3-4,8
4,3-4,9
9,0
9,3
11,0
8,5
9,8
8-9,6
9,0
9,2
9,2
Media acidoresistenza
pH min 5,0-4,0
Batteri lattici
Lactobacillus spp.
Batteri acetici
Acetobacter acidophilus
Lieviti
Saccharomyes cerevisiae
Funghi
Penicillium italicum
Aspergillus oryzae
3,8-4,4
2,6
2,3
1,9
1,6
7,2
4,3
8,6
9,3
9,3
Forte acidoresistenza
pH min 4,0

23. Attività dell’acqua
L’aw è definita come la disponibilità di acqua per i
processi metabolici dei microrganismi.
Poiché i microrganismi non crescono in condizioni di bassa
attività dell’acqua (scarsa disponibilità idrica)
La crescita microbica può essere controllata
abbassando il contenuto idrico disponibile negli
alimenti:
 Essiccando
 Aggiungendo un soluto a concentrazione elevata come
sale o zucchero

24. Aw
Valori medi approssimativi di Aw per alcuni alimenti
Carni 0.95 – 0.97
Formaggi 0.87 – 0.93
Marmellate 0.82 – 0.93
Latte concentrato
zuccherato
0.80 – 0.87
Frutta secca 0.72
Uova in polvere 0.40
Biscotti 0.30
Latte in polvere 0.20

25. Aw
Valori minimi approssimativi di Aw per
la crescita dei microrganismi
Batteri
Lieviti
Muffe
Batteri alofili
Muffe xerofile
Lieviti osmofili
0.91
0.88
0.80
0.75
0.65
0.60
Xerofilo: capace di vivere a basse Aw e ad alte concentrazioni saline
Alofilo: capace di vivere ad alte concentrazioni saline
Osmofilo: capace di crescere su ampi intervalli di valori di Aw o di
pressione osmotica; (Staphylococcus, Saccharomyces)

26. CATEGORIE DI ALIMENTI
in relazione ad Aw , pH e Temperatura di conservazione
Categoria pH Aw Temperatura °C
Altamente
>5.2 >0.95 <5
deteriorabile
Deteriorabile 5.2 - 5 - <10
Deteriorabile - 0.95-0.90 <10
Stabile <5.2 <0.95 T.A
Stabile <5 - T.A.
Stabile - <0.90 T.A

27. POTENZIALE DI OSSIDO-RIDUZIONE (Eh)
Rappresenta il grado di ossidazione di un alimento
E’ funzione:
• del pH
• della composizione dell’alimento (presenza di sostanze riducenti come cisteina, acido
ascorbico, ecc.)
• della concentrazione di ossigeno
Sistemi in uso:
• atmosfera controllata: aggiunta CO2 e CO2 + NO2
• “sottovuoto”: eliminazione dell’aria dell’alimento con riduzione della concentrazione di O2
Eh (mV) MICRORGANISMI
+100 + 500 Aerobi obbligati
+200 -200 Anaerobi
facoltativi
N.B.
-300 + 125 Anaerobi obbligati
Il “sottovuoto”:
• non elimina i patogeni
• non ne inibisce totalmente la moltiplicazione (per es. le Salmonelle crescono
bene se la temperatura di conservazione è di 15 – 18°C e gli anaerobi sono
addirittura favoriti).

28. La conservazione degli alimenti
E’ l'insieme delle tecniche che servono a rallentare i
processi di alterazione a cui vanno incontro gli
alimenti sia per l'effetto del tempo che dell'ambiente
esterno (luce e calore) mantenendone inalterate le
proprietà nutritive ed organolettiche e la qualità
igienico-sanitaria.

29. Metodi di conservazione degli
alimenti
Sono disponibili vari metodi per la conservazione degli
alimenti e la loro scelta dipende sia dal tipo di alimento
da fattori ambientali, economici ed igienici.
A livello industriale si usano diverse tecniche di
conservazione.
I metodi di conservazione degli alimenti
tendono ad evitare le alterazioni
rendendoli più stabili.

30. PROCEDIMENTI DI CONSERVAZIONE DELI ALIMENTI
CONSERVAZIONE
Procedimenti
chimici
Procedimenti
fisici
Procedimenti
biologici
Atmosfera
gassosa
Abbassamento
del valore aw
Riscaldamento
Raffreddamento
Irradiazione
•Aggiunta di
conservanti
•Salamoia
•Affumicatura
•Sottrazione di acqua:
•Essiccamento
•Affumicatura
•Congelamento
•Salatura
•Aggiunta di zucchero
•Salamoia
Gas protettivo (CO2, N2)
Confezionamento sotto vuoto
•Pastorizzazione
•Cottura
•Sterilizzazione
•Congelamento
•Refrigerazione Radiazioni UV β e γ
Fermentazione lattica

33. Stabilizzazione
Operazioni in cui si ha la distruzione o l’inibizione di fattori di
degradazione quali microrganismi e/o enzimi. Si possono avere
contemporaneamente modifiche delle caratteristiche chimiche,
strutturali, nutrizionali e sensoriali dei prodotti ottenuti.
Operazioni uunniittaarriiee
Pastorizzazione e Sterilizzazione termica
Surgelazione
Essiccamento in corrente d’aria
Essiccamento per ebollizione a pressione atmosferica e
sotto vuoto
Liofilizzazione
Irraggiamento UV e g
Operazioni complesse
Deidrosurgelazione

34. Processi con calore
Applicazione
Rimozione
Vapore/Acqua Aria Olio Energia
radiante
Congelamento
Sterilizzazione Essiccamento Microonde
Liofilizzazione
Evaporazione
Arrostimento Infrarossi
Cottura
Raggi Y
Pastorizzazione
Cottura
Estrusione
Conc. freddo
Frittura
Scottatura

35. Trattamento termico ha lo scopo di cuocere e conservare gli alimenti
Effetti positivi Effetti negativi
Aumento tempo di
conservazione
Sicurezza microbiologica
Riduzione o eliminazione fattori
antinutrizionali
Perdita nutrienti
Formazione artefatti antinutrizionali o
molecole potenzialmente tossiche
Formazione aromi e/o sapori sgraditi
Maggiore appetibilità
Disponibilità costante (tempo e
luogo)
Ampliamento varietà
Possibili interazioni
contenitore/alimento
Qualità alimento

36. Cambiamenti indotti dal trattamento termico
Proprietà Cambiamenti
Consistenza, stato fisico Riduzione della solubilità
Riduzione del potere di ritenzione di acqua
Aumento di consistenza
Agglomerazione di particelle
Aroma, sapore Formazione di rancidità
Formazione di odore di caramello, di cotto
PPeerrddiittaa ddii aarroommii
Formazione odori e/o aromi e/o sapori
estranei
Colore Imbrunimento enzimatico e non
Formazione di off-colors
Perdita di colore
Valore nutrizionale Vitamine
Proteine
Lipidi
Componenti minerali
Carboidrati

37. Sterilizzazione
Si definisce come la eliminazione “completa” dei microrganismi (MO) e degli
enzimi (E) di una matrice
Si può ottenere con calore (vapore, fiamma ecc.); mezzi fisici (eliminazione
cellule); radiazioni; agenti chimici
Il calore è in genere il più utilizzato
Si può ottenere una “distruzione” più contenuta con trattamenti più “delicati”
come la pastorizzazione, la scottatura (blanching) e la termizzazione che operano
a T più basse

38. Sterilizzazione termica
• Definizione : trattamento termico (a temperature e tempi sufficienti) atto a distruggere i
microrganismi ed inattivare gli enzimi in grado di danneggiare la salute dei consumatori e/o
alterare i prodotti confezionati
• Si ha con una riduzione statistica di un microrganismo test la sterilizzazione non è mai
una distruzione totale ma una riduzione della probabilità di sopravvivenza
• Si può ottenere con calore secco o umido
• Calore secco usato per vetreria, metallo ed oggetti che non fondono; 160 °C per 60 min
– 180 °C per 30 min; si ottiene all’interno di stufe a secco con aria calda; poco usata perché
lenta
• Calore umido si usa vapore che penetra anche tra le fibre e nei corpi porosi; poco
costosa e non tossica

39. 1°legge di Bigelow (cinetica con T cost)
log (N0 / N) = t / D
N0 - carica iniziale
N - carica finale
t - tempo trattamento
D – tempo di riduzione decimale ossia durata del trattamento
termico a T cost per ridurre una popolazione microbica ad 1/10
del suo valore
Infatti se N0 = 10N log N0/N = 1 t = D
L’equazione rappresenta una retta in un grafico log(N) = f(t)
log (N0 / N) = t / D
log N0 – log N = t / D
log N = log N0 – (1/D)t

40. 12
10
8
6
4
log N
100 °C
80 °C
2
0
0 5 10 15
sec

41. 11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
log N
D
0 2 4 6 8 10 12 14 16
sec
Si ricava che:
• il numero di MO finale dipende da quello iniziale
• i MO si possono distruggere completamente teoricamente per t=¥
• a Tcost [MO] , deve essere t di trattamento
• D resistenza termica

42. • Per le conserve sterilizzate a pH4.5 si ammette che il trattamento è sicuro se
consente di ottenere dodici riduzioni decimali di Cl. botulinum o cinque
riduzioni decimali del Cl. sporogenes PA n. 3679 (è più termoresistente del Cl.
botulinum)
• D misura la resistenza termica di un microrganismo e dipende da
specie e ceppo (i lieviti e le muffe sono – resistenti dei batteri; i bacilli
sono + resistenti dei cocchi)
forma (le spore sono + resistenti)
pH massima resistenza alla neutralità; diminuisce con pH acidi
umidità relativa se diminuisce UR o aumenta la pressione osmotica
aumenta la resistenza termica (il calore secco è meno attivo del calore
umido)
composizione del mezzo (grassi, zuccheri e sali aumentano la resistenza)

43. Temperatura
(°C)
D (min)
Bacillus cereus (s) 100 5.5
Bacillus coagulans (s) 121 0.01-0.07
Bacillus subtilis (s) 121 0.3-0.7
Clostridium butiricum (s) 85 12-23
Clostridium sporogenes (s) 121 0.2-1.5
Clostridium perfringens (s) 100 0.3-17.6
Bacillus stearothermophilus (s) 121 4-5
Clostridium botulinum (s) 121 0.13-0.25
Escherichia coli (m) 70 0.006-0.04
Listeria monocytogenes (m) 70 0.15-0.27
Salmonella typhimurium (m) 70 0.03-815
Staphylococcus aureus (m) 70 0.3
Streptococcus faecium (m) 74 0.015-2.57

44. Modalità di riscaldamento
• Conduzione : il trasferimento del calore avviene tra due superfici solide o
all’interno di un solido passando dal corpo più caldo a quello più freddo per
effetto dei movimenti oscillatori delle molecole;
• Convezione : il calore passa da una zona all’altra di un fluido per effetto dei
moti delle molecole che si spostano dalle zone più calde a quelle più fredde
(naturale o forzata);
• Irraggiamento : i corpi riscaldati emettono radiazioni elettromagnetiche che
possono venire assorbite da altri corpi ed essere convertite in calore. La
trasmissione può avvenire anche in assenza di materiale (vuoto). Le più
assorbite sono le infrarosse, le micro-onde sono efficaci in sostanze con acqua o
altre molecole polari

45. Il trattamento termico si può effettuare
• sul prodotto solido o liquido già in contenitori sterilizzazione classica
(appertizzazione)
discontinui - richiedono operazioni di carico e scarico manuali od automatiche
bagni aperti : sono grandi recipienti dove gli inscatolati vengono riscaldati
completamente immersi; ovviamente la temperatura non può essere superiore a
100 °C
autoclavi
continui - autoclavi in cui i recipienti da sterilizzare sono trasportati da dispositivi
automatici; regolando la velocità e la lunghezza del percorso è possibile variare il
tempo di sterilizzazione
• sul prodotto liquido sfuso che in seguito viene confezionato sterilmente caldo o freddo
(metodi continui)
con scambiatore (metodo indiretto)
iniezione di vapore (uperizzazione)
infusione nel vapore

46. Sterilizzazione classica o discontinua (appertizzazione)
• Nacque agli inizi del secolo XIX grazie ad un cuoco francese Francois Appert
che scaldava gli alimenti racchiusi in contenitori di vetro per evitarne il
deterioramento
• Il metodo venne poi perfezionato con l’introduzione dell’autoclave che
consente di raggiungere temperature superiori ai 100 °C e quindi la
sterilizzazione
• Attualmente molto utilizzato per la conservazione di alimenti vegetali, animali
e pietanze
• La buona riuscita dipende da:
qualità delle materie prime
igiene delle materie
igiene degli impianti
corretti trattamenti delle materie prime
perfetta sterilizzazione

47. Sterilizzazione classica o discontinua (appertizzazione)
preparazione prodotto
pretrattamento
varie operazioni per i vegetali
(lavaggio, cernita, sbucciatura,
denocciolatura, calibratura,
cubettatura, taglio ecc.) e per le
carni (disossamento, eviscerazione,
confezionamento
trattamento termico
stoccaggio
sfilettatura ecc.)

48. Sterilizzazione classica o discontinua (appertizzazione)
preparazione prodotto
pretrattamento
Prima dell’inscatolamento gli alimenti
subiscono un pretrattamento termico
• precottura – se la sterilizzazione non
è sufficiente alla cottura completa
(carne, legumi)
• concentrazione – per i prodotti troppo
confezionamento
trattamento termico
stoccaggio
acquosi
• scottatura o blanching – viene
utilizzato anche per il congelamento o
l’essiccamento
riduce la contaminazione
microbica ed inattiva gli enzimi
intenerisce i tessuti facilitando il
riempimento
allontana l’aria evitando
ossidazioni dopo la chiusura
attenua odori e sapori forti
fissa il colore

49. Sterilizzazione classica o discontinua (appertizzazione)
preparazione prodotto
pretrattamento
Blanching
Il tipo di trattamento dipende da
• tipo di alimento
• dimensioni
• metodo di riscaldamento
confezionamento
trattamento termico
stoccaggio
Importante:
• se troppo spinto si ha rammollimento e
perdita di aroma
• se troppo debole si può avere rottura
delle cellule con liberazione di enzimi
che non vengono disattivati

50. Sterilizzazione classica o discontinua (appertizzazione)
preparazione prodotto
pretrattamento
Blanching
Si può effettuare con
• vapore
minori perdite di componenti
idrosolubili
minori scarichi
confezionamento
trattamento termico
stoccaggio
facile pulizia
pulizia limitata dell’alimento
maggiori costi di investimento
minore efficienza termica
• acqua calda
minori costi di investimento
maggiore efficienza termica
maggiore perdita di componenti
idrosolubili
maggiori costi in acqua
maggiori costi di depurazione
maggiori possibilità di
inquinamenti batterici

51. Sterilizzazione classica o discontinua (appertizzazione)
preparazione prodotto
pretrattamento
Blanching
Effetti
• si perdono minerali, vitamine e
componenti idrosolubili in relazione a
tipologia di vegetale, varietà
maturità
confezionamento
trattamento termico
stoccaggio
tipo di preparazione
dimensione
metodo di blanching e di
raffreddamento
umidità alimento
• varia il colore per reazioni di Maillard,
caramellizazione e scissione della
emoglobina
• varia il flavour
• varia la struttura per solubilizzazione
pectine e collagene, fluidificazione
gelatina

52. Sterilizzazione classica o discontinua (appertizzazione)
preparazione prodotto
pretrattamento
Si deve ottenere un vuoto parziale nel
confezionamento
trattamento termico
stoccaggio
contenitore
• si inseriscono prodotti caldi
• si scaldano aperti a 65-70 °C per 10-
15 min

53. Sterilizzazione classica o discontinua (appertizzazione)
preparazione prodotto
pretrattamento
confezionamento
trattamento termico
stoccaggio
Le condizioni dipendono da molti fattori:
• per alimenti con pH 4.5 (frutta, pelati,
passato ecc.) si usano 90-100 °C per
tempi variabili in funzione delle
dimensioni e dell’impianto
• per alimenti con pH 4.5 (ortaggi,
carne, pesce ecc.) si usano 100-120 °C
per tempi variabili in funzione delle
dimensioni e dell’impianto

54. Impianti di sterilizzazione
discontinui – richiedono operazioni di carico e scarico manuali od automatiche
bagni aperti : sono grandi recipienti dove gli inscatolati vengono riscaldati
completamente immersi; ovviamene la temperatura non può essere superiore a
100 °C
autoclavi
continui – autoclavi in cui i recipienti da sterilizzare sono trasportati da
dispositivi automatici; regolando la velocità e la lunghezza del percorso è possibile
variare il tempo di sterilizzazione

55. Bacinelle
Autoclavi

61. “Retort pouch” busta flessibile sterilizzabile
• Il prodotto è posto in una busta flessibile con tre strati
polipropilene interno inerte e termostabile
alluminio barriera a luce, aria ed umidità
poliestere esterno resistenza meccanica e stampabile
• Riempimento, sigillatura sottovuoto, sterilizzazione
• Tempi di sterilizzazione di 1/3 o 1/2 rispetto alla banda stagnata di uguale volume

62. Vantaggi
• riduzione peso e volume minimo
ingombro, riduzione spese di trasporto e
confezioni più maneggevoli
• ampio numero di formati
• facilità apertura ed esposizione sui banchi di
vendita
Svantaggi
• lo spessore della busta influenza i tempi di
sterilizzazione
• possibile presenza di gas residui nello spazio
di testa imbrunimento
• dimensionamento della busta fondamentale
• eliminazione liquido di governo ridotta
diffusione dei nutrienti nel liquido
• possibilità di riscaldamento diretto del
prodotto da parte del consumatore (piatti
pronti, precotti)
• utilizzabile per grandi formati
rottura busta se eccessivo

63. Sterilizzazione classica o discontinua (appertizzazione)
preparazione prodotto
pretrattamento
confezionamento
trattamento termico
stoccaggio
Le scatole vengono etichettate ed
imballate.
Può essere necessario un periodo di
maturazione prima della
commercializzazione (es. pesce sott’olio
in cui sale ed olio devono penetrare nei
tessuti)
Gli alimenti così prodotti hanno una
lunga shelf-life (sino a 5 anni)

64. Sterilizzazione su prodotto sfuso Confezionamento asettico
Il prodotto liquido sfuso viene sterilizzato ed in seguito viene confezionato
sterilmente caldo o freddo (metodi continui)
con scambiatore (metodo indiretto)
iniezione di vapore (uperizzazione)
infusione nel vapore
sistema ATAD

65. Concentrazione
La concentrazione è definita come la parziale eliminazione del solvente (acqua
in genere) da una soluzione
Aumenta la conservabilità del prodotto e consente di preparare i prodotti per
altri trattamenti (essiccamento, liofilizzazione o cristallizzazione)
E’ una tecnica molto utilizzata nelle IA (succhi concentrati, latte in polvere,
zucchero )
I vantaggi sono la riduzione del volume dei prodotti e quindi i minori costi di
stoccaggio e trasporto
Gli svantaggi sono l’utilizzo di elevate temperature con perdita delle
componenti volatili e delle componenti termolabili utilizzo di basse pressioni
Tecniche di concentrazione sono:
evaporazione
crioconcentrazione
osmosi inversa

66. Evaporazione
E’ un sistema molto antico, utilizzato forse ancora prima della scoperta del fuoco
e basato sul sole
Un sistema di evaporazione è formato da
scambiatore sistema di riscaldamento del prodotto
separatore area dove avviene la separazione del liquido concentrato dal
vapore
condensatore scambiatore per la condensazione del vapore sia diretto (il
vapore è mescolato con l’acqua di raffreddamento) o indiretto (scambiatore a
superficie)
Molto importate l’evaporatore il cui funzionamento dipende dalla sua struttura
fisica, dal tipo di prodotto, dalle incrostazioni eventuali di superficie, dal movimento
del prodotto ecc.
Esistono evaporatori senza riciclo (il prodotto passa un volta sola
nell’evaporatore e nel separatore uscendo alla concentrazione voluta) o con riciclo
(il prodotto passa più volte nell’evaporatore e nel separatore e riceve altro prodotto
da trattare)
Un sistema di evaporazione può essere a singolo effetto od a multiplo effetto.
Quest’ultimo può essere in equicorrente od in controcorrente

67. Evaporatore senza riciclo condense
vapore
acqua
fredda
prodotto concentrato
prodotto da
concentrare
scambiatore evaporatore condensatore

68. Evaporatore con riciclo condense
prodotto concentrato
prodotto da
concentrare

69. Evaporatore triplice effetto, equicorrente, senza riciclo condense
prodotto
concentrato
condense
prodotto da
concentrare
condense

70. Evaporatore triplice effetto, equicorrente, con riciclo condense
prodotto
concentrato
condense
prodotto da
concentrare
condense

71. Evaporatore triplice effetto, controcorrente, con riciclo condense
condense
prodotto
concentrato
prodotto da
concentrare
condense

72. Poco utilizzati se non in situazioni artigianali
Evaporatori
A fuoco diretto
Incamiciati
A tubi
Corti
Sommersi
Lunghi a film ascendente
Lunghi a film discendente
A piastre
A film agitato
Centrifughi
Wurling
A bolla
A pompa di calore

73. Poco utilizzati se non per liquidi molto
viscosi. Richiedono sempre un agitatore. Si
utilizzano per piccole produzioni
Evaporatori
A fuoco diretto
Incamiciati
A tubi
Corti
Sommersi
Lunghi a film ascendente
Lunghi a film discendente
A piastre
A film agitato
Centrifughi
Wurling
A bolla
A pompa di calore

74. I tubi sono corti (circa 2 m) con diametro
grande (circa 10 cm). L’evaporazione si ha
nei tubi con circolazione naturale attraverso
il canale centrale di grande diametro. E’
poco costoso, molto resistente e può essere
utilizzato anche per soluzioni che lasciano
incrostazioni o per soluzioni con
concentrazioni alquanto elevate
Evaporatori
A fuoco diretto
Incamiciati
A tubi
Corti
Sommersi
Lunghi a film ascendente
Lunghi a film discendente
A piastre
A film agitato
Centrifughi
Wurling
A bolla
A pompa di calore

76. Evaporatori
A fuoco diretto
Incamiciati
A tubi
Corti
Sommersi
Lunghi a film ascendente
Lunghi a film discendente
A piastre
Si presentano in genere come cilindri verticali.
Nella parte inferiore vi è una serie di tubi
orizzontali nei quali passa il vapore di
riscaldamento, il fascio tubiero è completamente
immerso nella soluzione. Questo tipo di
evaporatori si rivela adatto per soluzioni non
troppo viscose che non depositano cristalli.
Presentano costi di produzione inferiori rispetto ad
altri tipi.
A film agitato
Centrifughi
Wurling
A bolla
A pompa di calore

77. Evaporatori
A fuoco diretto
Incamiciati
A tubi
Corti
Sommersi
Lunghi a film ascendente
Lunghi a film discendente
A piastre
Negli evaporatori sommersi a circolazione forzata
il movimento della soluzione evaporante avviene
grazie ad una pompa. Si utilizza se la viscosità è
alta e, di conseguenza, la velocità di passaggio ed
il coefficiente di scambio risulterebbero troppo
bassi con una semplice convezione naturale. Lo
scambiatore di calore può essere posto all'intero
del corpo evaporante, o all'esterno con maggiore
semplicità di pulizia e sostituzione dei tubi
danneggiati, nonché un minor ingombro.
A film agitato
Centrifughi
Wurling
A bolla
A pompa di calore

79. Evaporatori
A fuoco diretto
Incamiciati
A tubi
Corti
Sommersi
Lunghi a film ascendente
Lunghi a film discendente
A piastre
Gli evaporatori a tubi verticali lunghi, detti anche
tipo Kestner, presentano un numero ridotto di tubi
lunghi (circa 6 ÷ 7 metri e circa 2 cm di φ ) nei
quali circola la soluzione da concentrare. Il
movimento del liquido all'interno dello scambiatore
è dovuto alla gravità, se discendente o cadente
od al trascinamento dovuto all'ebollizione, se
ascendente. All'esterno dei tubi, nel contenitore
cilindrico che li racchiude, viene inviato vapore. La
soluzione, alimentata dalla parte inferiore, viene
mantenuta nei tubi a un livello piuttosto basso,
circa un terzo della loro lunghezza.
A film agitato
Centrifughi
Wurling
A bolla
A pompa di calore
In genere questi modelli consentono coefficienti di
scambio molto elevati grazie alla velocità del
liquido a contatto dei tubi, piuttosto alta, ma sono
molto sensibili alla formazione di sporco dovuto
alla precipitazione di solidi sulla superficie di
scambio, che diventa il punto di massima
temperatura e concentrazione. Sono
particolarmente usati nell'industria del pomodoro,
del siero e dei vini grazie al breve tempo di
stazionamento.

85. Evaporatori
A fuoco diretto
Incamiciati
A tubi
Corti
Sommersi
Lunghi a film ascendente
Lunghi a film discendente
A piastre
Compatto ed economicamente efficiente,
l'evaporatore/condensatore a piastre
sostituisce le unità a strato sottili, grandi e
costose. I canali profondi e le grandi bocche
consentono l'evaporazione e la
condensazione sotto vuoto e a bassa
pressione di sistemi a fasi acquose e
organiche. Questi evaporatori hanno
caratteristiche di funzionamento analoghe a
quelle dei verticali a tubi lunghi verticali.
Diffusi nell’industria alimentare anche per
concentrazioni elevate su prodotti
A film agitato
Centrifughi
Wurling
A bolla
A pompa di calore
termosensibili (latte, succhi di frutta e di
vegetali)

87. Evaporatori
A fuoco diretto
Incamiciati
A tubi
Corti
Sommersi
Lunghi a film ascendente
Lunghi a film discendente
A piastre
A film agitato
Centrifughi
Wurling
A bolla
A pompa di calore
Usati per liquidi molto viscosi. La turbolenza viene
garantita dall’agitazione meccanica. E’ simile ad un
evaporatore a film cadente con un solo tubo incamiciato di
grande diametro con un agitatore interno. IL liquido entra
dall’alto e viene distribuito dal moto turbolento delle lame
verticali dell’agitatore. Il concentrato viene scaricato dal
basso.

88. Evaporatori
A fuoco diretto
Incamiciati
A tubi
Corti
Sommersi
Lunghi a film ascendente
Lunghi a film discendente
A piastre
A film agitato
Centrifughi
L’evaporatore centrifugo (Centritherm) è un
evaporatore a singolo effetto che opera sotto
vuoto e utilizza vapore per il riscaldamento. La
superficie riscaldante è posta sotto a dei coni
rotanti. Il prodotto da concentrare entra
nell’evaporatore attraverso un tubo di
alimentazione e degli iniettori (uno per ogni cono)
e viene distribuito sulle superfici riscaldate. La
forza centrifuga distribuisce istantaneamente il
prodotto su di una superficie molto sottile (circa
0.1 mm) ed il prodotto attraversa la superficie
Wurling
A bolla
A pompa di calore
riscaldata in meno di 1 secondo. Il prodotto
concentrato viene raccolto alla fine dei coni e
trasferito all’esterno da tubazioni.
I vapori vengono raccolti al centro dei coni e
trasferiti ad un condensatore esterno. Il
Centritherm è un evaporatore di facile
utilizzo e pulizia mediante un sistema CIP.

90. Evaporatori
A fuoco diretto
Incamiciati
A tubi
Corti
Sommersi
Lunghi a film ascendente
Lunghi a film discendente
A piastre
Si tratta di un evaporatore con un serpentino
riscaldante rotante.
Vi è un serpentino sul fondo riscaldato a
vapore, rotante nella vasca dove si trova il
prodotto sotto vuoto in ebollizione. Efficienza
elevata anche con prodotti viscosi ed
incrostanti. Semplice da costruire viene
usato per concentrazioni spinte di prodotti
quali la purea di pomodoro
A film agitato
Centrifughi
Wurling
A bolla
A pompa di calore
vapore
alimentazione
vapore

91. Le bolle sono degli evaporatori incamiciati
chiusi, operanti sotto vuoto, molto utilizzate
nelle industri alimentari. Un agitatore interno
serve a evitare incrostazioni sulla superficie
interna della bolla e a facilitare la trasmissione
del calore. Sono generalmente utilizzate nelle
industrie di pomodoro, confetture e
saccarifera.
Evaporatori
A fuoco diretto
Incamiciati
A tubi
Corti
Sommersi
Lunghi a film
ascendente
Lunghi a film
discendente
A piastre
A film agitato
Centrifughi
Wurling
A bolla
A pompa di
calore

92. Evaporatori
A fuoco diretto
Incamiciati
A tubi
Corti
Sommersi
Lunghi a film ascendente
Lunghi a film discendente
A piastre
Evaporatori che utilizzano una pompa di calore
per generare l'energia termica necessaria ad
evaporare ed utilizzano lo stesso gas frigotecnico
per condensare i vapori. Dal punto di vista
energetico equivalgono ai sistemi a 3-4 effetti ma
consentono una riduzione dei costi di
investimento in quanto l'evaporazione avviene in
un unico effetto. La tecnica è più efficiente delle
tradizionali ad acqua calda / vapore a singolo
effetto, essendo competitivi con gli schemi a
multiplo effetto; hanno comunque costi energetici
2 - 5 volte più alti di uno schema a
A film agitato
Centrifughi
Wurling
A bolla
A pompa di calore
ricompressione meccanica del vapore

94. La pompa di calore è una macchina in grado
di trasferire calore da un ambiente a
temperatura più bassa ad un altro a
temperatura più alta. Il loro ciclo
termodinamico è assolutamente uguale a
quello dei frigoriferi. La sostanziale differenza
consiste nel fatto che nei frigoriferi ci
interessa il calore sottratto alla sorgente
fredda, mentre nelle pompe di calore
interessa il calore ceduto alla sorgente calda.
La pompa di calore è costituita da un circuito
chiuso, percorso da uno speciale fluido
(frigorigeno) che, a seconda delle condizioni
di temperatura e di pressione in cui si trova,
assume lo stato di liquido o di vapore.
Il circuito chiuso è costituito da:
- un compressore;
- un condensatore;
- una valvola di espansione;
- un evaporatore.

95. Il condensatore e l'evaporatore sono costituiti
da scambiatori di calore, cioè tubi che sono a
contatto con un fluido di servizio (acqua o
aria) e nei quali scorre il fluido frigorigeno. Il
fluido cede calore al condensatore e lo
sottrae all'evaporatore.
I componenti del circuito possono essere
raggruppati in un unico blocco oppure divisi
in due parti (sistemi SPLIT) raccordate dai
tubi nei quali circola il fluido frigorigeno

96. Essa si compone essenzialmente di un circuito sigillato
all'interno, nel quale un gas, normalmente Freon R22,
compie un intero ciclo termodinamico, detto di Carnot,
che consiste in pratica in una compressione quasi
adiabatica (a volume praticamente costante)
avvenendo in un compressore volumetrico di tipo
ermetico.
Durante la prima fase del ciclo, detta compressione, il
freon aumenta di pressione e di temperatura con un
incremento del proprio contenuto entalpico;
nella seconda fase il freon attraversa uno scambiatore,
detto condensatore, nel quale viene a contatto con
l'acqua o l'aria, cedendo loro in contro corrente il calore
immagazzinato nelle due fasi precedenti.
Nella terza fase del ciclo termodinamico, il freon
attraversa una valvola di espansione ove subisce un
processo di laminazione e una conseguente riduzione
di pressione e quindi un calo della temperatura. Questo
cambiamento di stato da gas a liquido è utilizzato
nell'evaporazione (quarta fase) dove il freon si troverà a
temperature molto basse, tali da permettergli di
assorbire calore dal fluido vettore esterno apportatore
di energia.

97. Crioconcentrazione
Si congela una parte dell’acqua presente in un alimento, quindi si separano i cristalli
dalla soluzione concentrata.
E’ molto adatto per i prodotti termolabili e non si perdono sostanze volatili.
TA
T1A
soluzione
temperatura
concentrazione
soluz+gh soluz+crist soluto
CA
CB
ghiaccio
TB
PE
TE
CE
TE – temperatura eutettica
CE – concentrazione eutettica
PE – punto eutettico la composizione del ghiaccio che si separa è uguale a quella del liquido che rimane

98. Un eutettico, o miscela eutettica o azeotropo eterogeneo, (dal greco eu = buono, facile; tettico = da
fondere) è una miscela di sostanze il cui punto di fusione è più basso di quello delle singole sostanze
che la compongono (da cui il nome facile da fondere). Nel diagramma di fase viene identificato da
un punto che corrisponde ad un equilibrio invariante. Una miscela eutettica, ad un determinato valore
di pressione costante, è caratterizzata da un ben determinato rapporto in peso tra i suoi costituenti e
da un ben determinato valore di temperatura eutettica.
Un esempio è una miscela di ghiaccio e sale (H2O allo stato solido e NaCl), il ghiaccio fonde a 0 °C, il
sale a 804 °C, mentre la loro miscela eutettica fon de a -21,3 °C. Al punto eutettico sono
contemporaneamente presenti le due fasi solide (ghiaccio e NaCl) e la fase liquida (la soluzione) in
contemporaneo equilibrio.
Composizione
Soluto
dell'eutettico
(soluto per 100 g
di solvente)
Temperatura
eutettica(°C)
KCl 24,5 -10,7
NH4NO3 60 -13,6
NH4Cl 20 -15,4
NaCl 35 -21,3
MgCl2 21 -33
CaCl2 48 -51

100. Cristallizzatori
A refrigerazione diretta operano sotto vuoto, quindi si perdono aromi
A refrigerazione indiretta la refrigerazione viene effettuata in uno
scambiatore esterno
Separatori
Presse
Filtri centrifughi
Colonne di lavaggio

101. Osmosi inversa
L’osmosi è quel fenomeno per cui si assiste al movimento di acqua da una soluzione
meno concentrata a una soluzione più concentrata, attraverso una membrana
semipermeabile.
Per semipermeabile si intende una membrana che permette il passaggio del solvente (per
esempio l’acqua) ma non di determinati soluti (per esempio zuccheri e proteine).
Applicando nel comparto della
soluzione a maggior concentrazione
una pressione superiore a quella
osmotica, il processo si inverte dando
luogo al fenomeno dell’ osmosi
inversa. In questo caso le molecole di
acqua passano attraverso la
membrana, mentre le molecole dei sali
vengono respinte. Vengono altresì
respinte le molecole organiche e nella
quasi totalità le cariche microbiche.

104. Liofilizzazione
E’ un processo in cui si ha la disidratazione del prodotto
per sublimazione dell’acqua in condizioni di alto vuoto
A 0 °C e 4.58 Torr si ha il punto triplo dove sono in
equilibrio sol, liq e vap [1 Atm=760 Torr]
Le applicazioni sono numerose : caffè, the, succhi di
frutta, frutta esotica, prodotti dietetici e per l’infanzia,
minestroni vari, prodotti vari di ristorazione
I liofilizzati hanno qualità simili a quelle dei prodotti
trattati, si riduce molto il peso (stoccaggio e trasporto
facilitati), si conservano per tempi molto lunghi (Aw bassa),
reidratazione rapida ed ottimale che porta a prodotti simili a
quelli freschi, è una mild technology
Costo però molto elevato !

105. Liofilizzazione
Preparazione materiale
Congelamento
Vengono applicate tecniche analoghe a quelle
utilizzate per l’essiccamento e la surgelazione. I
prodotti liquidi vengono inizialmente concentrati e,
a volte, pastorizzati. I prodotti solidi devono essere
frantumati.
Si ha una raffreddamento rapido con
congelamento centripeto dell’acqua.
Liofilizzazione
Confezionamento

106. Liofilizzazione
Preparazione materiale
Congelamento
Liofilizzazione
Confezionamento
Si hanno in genere tre fasi:
sublimazione sotto vuoto: si determina un vuoto
(sino a 10 -13 torr) a cui si ha la sublimazione
dell’acqua
evaporazione sotto vuoto: per eliminare l’acqua
legata si provoca un leggero riscaldamento (30
°C) sino ad una UR 5%
ripristino pressione: si riporta con attenzione la
pressione ai valori normali

107. Liofilizzazione
Preparazione materiale
Congelamento
Liofilizzazione
Confezionamento

108. Liofilizzazione
Preparazione materiale
Congelamento
Liofilizzazione
Confezionamento
Importante evitare la reidratazione sia durante il
confezionamento che in seguito.
Il riempimento viene fatto sotto vuoto o con N2

109. Essiccato Liofilizzato
UR 15% UR 5%
aspetto fibroso e grinzoso con
forma modificata per i solidi
aspetto spugnoso, fragile, forma
originaria
i caratteri organolettici dopo
reidratazione possono essere
alterati
i caratteri organolettici dopo
reidratazione sono simili ai
naturali
perdita componenti possibile nessun cambiamento
possibile formazione di croste
con reidratazione lenta
nessuna crosta, facile
reidratazione
contenitori anche non ermetici contenitori ermetici
impianti semplici, di costi
contenuti
impianti complessi, di costi
elevati

110. Irradiazione
Sono definite ionizzanti quelle radiazioni, elettromagnetiche e corpuscolate, che
possiedono energia sufficiente per ionizzare, in modo diretto o indiretto, gli atomi del
materiale irradiato che incontrano, impartendo agli elettroni energia cinetica sufficiente a farli
allontanare, con formazione di ioni e radicali liberi
Si tratta di un trattamento ipotizzato già negli anni ’20 ed usato dagli anni ’40
Vengono utilizzate radiazione elettromagnetiche (raggi X, raggi γ) che forniscono una
elevata shelf-life ed una elevata sicurezza
La FAO/WHO ha evidenziato (1977, 1981) che “La dose media di irraggiamento di 10 kGy
non presenta effetti tossici ne problemi particolari negli alimenti dal punto di vista nutrizionale
o microbiologico”
Attualmente in Europa il trattamento con radiazioni ionizzanti è disciplinato dalle direttive
quadro 1999/2/CE e 1999/3/CE recepite nel nostro Paese dal DL.vo 30 gennaio 2001, n. 94.
Tali direttive stabiliscono, a maggior tutela della libera scelta del consumatore, che tutti gli
alimenti e/o ingredienti che vengono sottoposti al trattamento con radiazioni ionizzanti,
debbano riportare in etichetta la dicitura irradiato e che ogni stato membro debba effettuare
controlli sugli alimenti presenti sul mercato al fine di individuare la correttezza
dell'etichettatura.

111. I controlli sugli alimenti e, laddove esistenti, sugli impianti di irraggiamento,
devono essere effettuati dalle Autorità sanitarie e assicurare la conformità dei
prodotti alle disposizioni vigenti. L’Istituto Superiore della Sanità ha il compito di
individuare i metodi di identificazione e fornire supporto tecnico scientifico ai
laboratori.
I prodotti attualmente ammessi al trattamento nella UE sono la categoria erbe
aromatiche essiccate, spezie e condimenti vegetali, ad una dose massima di 10
kGy; in via transitoria ciascuno Stato membro può mantenere i trattamenti
precedentemente autorizzati.
In Italia è previsto un uso come antigermoglio per patate, aglio e cipolla, mentre
in altri Paesi (Francia, Belgio, Olanda, Regno Unito) esistono anche usi su: frutta,
cereali, carni di pollo, prodotti ittici.

112. In Europa nel 2010 presenti 26 impianti in 13 Stati trattate circa 9200 t di prodotto
Attualmente in Italia esiste solo un impianto in Emilia Romagna Gammarad Italia SpA
che utilizza Cobalto-60 da 6 anni non vengono effettuati trattamenti sugli alimenti
Il prodotto trattato deve riportare in etichetta, anche qualora presente come ingrediente, la
dicitura irradiato.

113. Il Rad (Radiation Absorbed Dose) è un'unità di misura della dose di radiazione assorbita,
pari a 100 erg per grammo. Il rad è stato sostituito dal Gray nel Sistema Internazionale di
unità di misura.1 Rad = 0,01 gray = 0,01 joule di energia assorbiti da un chilogrammo di
tessuto
Un erg è pari a 1 g·cm2·s-2 = 1 dyn·cm = 10-7 W·s.
6,24150975·1011 eV
10-7joule
10-7 N·m
2,39·10-8 calorie
9,48·10-11 British thermal unit
2,78·10-14 chilowattora

114. Dose (kGy) Alimenti
Sterilizzazione 7 - 10 (sino a 50) Erbe, spezie
Materiali di confezionamento 10 25 Tappi enologici
Distruzione patogeni 2.5 - 10 Spezie, carne
Controllo funghi 2 - 5 Frutta
Controllo parassiti 0.1 - 6 Carne
Disinfezione 0.1 - 2 Frutta, cereali, farina
Inibizione germogliazione 0.1 - 0.2 Patata, aglio, cipolla
L’utilizzo delle radiazioni ha alcuni svantaggi
Impianti molto costosi
Problemi di sicurezza per gli operatori
La possibilità di sanitizzare alimenti altrimenti non utilizzabili
Se i batteri patogeni sopravvivono non esistono indicazioni
Possibile sviluppo di resistenza nei microrganismi
Perdite di valore nutrizionale
Scarsi metodi analitici per valutare i prodotti trattati
Resistenza psicologica dei consumatori verso l’industria nucleare

115. Le radiazioni possono rompere i legami intra-molecolari
In alimenti ricchi di acqua l’acqua è ionizzata e gli elettroni liberati vanno a formare
molecole radicaliche
H20 H2O+ + e- e- + H2O H2O°
I radicali si ricombinano in nuove molecole disattivando il materiale genetico dei
microrganismi
I radicali hanno vita molto breve ma sufficiente per distruggere le cellule batteriche
I radicali hanno azione sugli enzimi, sui grassi e su vari composti su alcuni alimenti
quindi non può essere utilizzata (latte)
La produzione di O2 reattivo da vari enzimi (perossidasi, xantina ossidasi) accelera le
ossidazioni necessario l’irradiazione sotto vuoto (carne)

116. Il generatore di raggi γ è costituito da una sorgente ad alta energia con cobalto-60 o cesio-
137
Il Co-60 emette raggi γ con 1.17 MeV e 1.33 MeV
Il tempo di trattamento dipende dalla dose necessaria e dalla potenza del generatore
Una dose di 5 Gy è sufficiente per uccidere un operatore e quindi è necessario operare
alle dosi più basse (0.1 KGy) ed utilizzare tecniche accurate di sicurezza
La penetrazione di raggi γ dipende dalla densità dell’alimento e dall’energia dei raggi
La radiazione è assorbita con l’attraversamento dell’alimento quindi la parte esterna riceve
una dose superiore di quella interna è necessario definire per ogni alimento
la massima dose consentita per l’esterno del prodotto e legata a modificazioni
sensoriali
la dose minima che abbia attività antimicrobica

117. La dose può essere controllata definendo lo spessore della confezione ed irradiando
entrambi i lati
Gli elettroni ad elevata energia hanno una minore penetrazione rispetto ai raggi γ e
vengono usati per confezioni fini o per trattamenti superficiali
La sensibilità dei microrganismi viene valutata con il D in analogia alla distruzione
termica
In genere i microrganismi piccoli e semplici sono più resistenti
I virus sono molto resistenti (non vengono disattivati con i trattamenti commerciali)
I batteri sporificanti e quelli in gradi di riparare il DNA (es Deinococcus radiodurans) sono
più resistenti degli altri
Insetti e parassiti sono più sensibili

118. Il tipo di processo di irradiazione può essere
sterilizzazione la dose necessaria supera i 10 kGy (servono 48 KGy per 12 di Cl.
Botulinum) quindi si hanno modificazioni inaccettabili poco interessante la
sterilizzazione usata solo per le erbe e le spezie con 8-10 kGy senza importanti perdite
il principale vantaggio è la sostituzione della sterilizzazione chimica con ossido di
etilene
riduzione patogeni i patogeni (S. typhimurium) sono meno resistenti del Cl.
Botulinum bastano 3-10 kGy per distruggerli carcasse di pollo irradiate con 2.5 kGy
risultano prive di Salmonella spp e la shelf-life è raddoppiata dosi più elevate possono
essere applicate a carni congelate per Campilobacter, E. coli, vibrio ecc.
prolungare shelf-life basse dosi distruggono funghi, batteri non sporigeni quelli
che sopravvivono sono più sensibili ai trattamenti termici aumenta la conservabilità
controllare la stagionatura alcuni vegetali (mirtilli, pomodori) possono essere trattati
per allungare la shelf-life devono essere maturi poiché il trattamento blocca la
maturazione il trattamento blocca i processi biochimici ottimo usare MAP in
abbinamento
disinfezione cereali e frutti tropicali possono essere infestati da insetti e larve
basse dosi, 1 kGy sono sufficienti non si utilizzano bromuri
blocco germogliamento utile per le patate, aglio, cipolla 150 Gy sono sufficienti

119. Conservazione con il freddo
Il freddo non ha azione risanante prodotti perfetti
Refrigerati ( -1 ≤ T ≤ 10 °C) acqua allo stato liquido usata in combinazione con altre
tecniche
Congelati
Congelati
Surgelati
Le basse temperature rallentano
le reazioni chimiche
le reazioni enzimatiche gli enzimi però non si disattivano !
le reazioni metaboliche
lo sviluppo microbico la resistenza dipende da :
tipologia microrganismo
fase di sviluppo
temperatura e tempo trattamento
temperatura e tempi di conservazione
mezzo
Aw

120. I fattori principali che determinano la conservazione di un alimento
refrigerato/congelato:
tipo di alimento
parte della pianta/animale considerata
maturità e modalità di raccolta/taglio
modalità di conservazione preliminare
trattamento termico preliminare
trattamento di raffreddamento
tipo di confezionamento
temperature e tempi di conservazione e distribuzione
contaminazioni crociate
condizioni ambiente di conservazione

121. Refrigerazione
Ortaggi : 0 °C / 95% UR
Patate : 4-10 °C / 85-90% UR
Frutta : 1-15 °C / 80-90% UR climaterici (maturano anche dopo la raccolta
banane, pesche, mele, kiwi, pere, meloni, pomodori, kaki, albicocche) e non
climaterici (non maturano dopo la raccolta agrumi, uva)
La refrigerazione migliora modificando l’atmosfera della cella. In particolare
aumentando al CO2 e riducendo l’O2 si una riduzione delle crescita microbica,
della respirazione e delle reazioni enzimatiche
Tipologie di atmosfera modificata
Controlled-atmosphere storage (CAS) le concentrazioni di O2, CO2 ed
etilene sono mantenute costanti in modo automatico; l’O2 è in genere
inferiore al 4%
Modified-atmosphere storage (MAS) si modifica l’atmosfere all’inizio, poi
si lascia che cambi naturalmente diminuisce O2 ed aumenta CO2
Modified-atmosphere packaging (MAP) si modifica l’atmosfera a
contatto con l’alimento in fase di conservazione

122. Congelamento
Si porta l’alimento a temperature molto basse che determinano cristallizzazione
dell’acqua e solidificazione del prodotto
Il punto di congelamento (punto di gelo o punto crioscopico) negli alimenti è
compreso fra -0.5 / -4°C per i diversi soluti
Acqua legata legata a vari composti costituisce il 2-5%
Acqua libera è liquida con soluti disciolti la cui concentrazione ne determina il
punto di congelamento
Consente lunghe conservazioni ma si hanno perdite per la bassa velocità di
penetrazione del freddo ( 1 cm/h) che determina spaccature dei tessuti

123. Abbassando la temperatura, si separano il ghiaccio e le sostanze insolubili
dall’acqua liquida e dai sali in soluzione aumenta la concentrazione, diminuisce
il punto di congelamento
Il totale congelamento in genere NON si verifica poiché l’acqua legata ha un
punto di congelamento molto inferiore a quello dell’acqua libera (-40 °C)
quindi negli alimenti congelata una parte dell’acqua (2-15%) è ancora liquida
deterioramento anche se rallentato un prodotto congelato ha una sua shelf-life
Si hanno due fasi nucleazione (comparsa di nuclei di cristallizzazione) e
accrescimento (i nuclei crescono formando dei macrocristalli)
Congelamento lento T -20 °C prevale la fase di accrescimento
pochi cristalli di grandi dimensioni che distruggono le pareti cellulari con
danneggiamenti alla struttura, perdita di liquidi congelazione casalinga
Congelamento rapido T -30 °C prevale la fase di nucleazione molti
cristalli di piccole dimensioni che non danneggiano l’alimento

124. Tecniche di congelamento
Per contatto con piastre prodotto posto fra due piastre fredde usato per prodotti
regolari (cubi di spinaci)
Ad aria forzata prodotto sfuso in un tunnel o in una cella con aria a -40 °C circa. In
alcuni casi per alimenti molti piccoli il getto d’aria tiene in sospensione il prodotto
(congelatori a letto fluido)
Immersione in liquidi incongelabili il prodotto è sigillato ed immerso in liquidi
congelanti
Con uso diretto di agenti congelanti il prodotto viene cosparso con azoto liquido
(-196 °C) o ghiaccio secco (-80 °C) che evaporano dopo il trattamento

125. Effetti del congelamento
Variazioni di volume congelando il volume dell’acqua aumenta del 9% rottura
delle cellule ed aumento della alterazione con lo csongelamento
Cristallizzazione extra-intra cellulare con il congelamento lento si cristallizza
prima l’acqua extra-cellulare in quanto meno ricca di soluti si ha disidratazione
osmotica delle cellule a cui segue plasmolisi con il congelamento rapido si forma
ghiaccio sia extra che intra-cellulare nessun danneggiamento
Concentrazione dei soluti variazioni di pH, forza ionica, pressione osmotica,
insolubilizzazione proteica ( aumento della consistenza), insolubilizzazione di gel,
amidi, pectine ( aumenta la viscosità), precipitazioni di sali e zuccheri
Danni meccanici rottura delle cellule e liberazione di enzimi

126. Surgelazione
E’ un congelamento molto rapido velocità di penetrazione del freddo 1 cm/h
Prodotto confezionato in piccole porzioni
Vantaggi
Struttura stabile
Processi biologici inattivati
Poche perdite di liquido allo scongelamento
Conservato, trasportato e distribuito a T-18 °C
Preparazione prodotto
Surgelazione
Confezionamento
Conservazione
Scongelamento

127. Preparazione prodotto
• Prodotti perfetti
• Varie fasi di lavaggio, sbucciatura, taglio, porzionatura ecc.
• Sui vegetali anche blanching per inattivare gli enzimi
• No conservanti, si additivi
Surgelazione
• Contatto con piastre
• Con aria forzata a letto fluido
• Immersione in liquidi incongelabili
• Trattamento con agenti criogenici

128. Confezionamento
• In alluminio, banda stagnata, materiali plastici vari
Conservazione
• Catena del freddo
Scongelamento
• Evitare la perdita di liquidi
• Industrialmente celle a T 2÷10 °C; microonde
• A casa T ambiente; in frigo; in forno a microonde
• Mai acqua calda o acqua fredda
• Completo per pesce, carne, piatti precucinati, frutta e verdura da consumo
crudo; parziale per ortaggi e frutta da cuocere; assente per prodotti impanati da
friggere
• Mai ricongelare un prodotto scongelato

129. Testi di riferimento
Pompei C. – Operazioni unitarie delle tecnologia alimentare – Ed. Casa Editrice
Ambrosiana, 2009
Spagna G. – Operazioni Unitarie nell’industria alimentare – Ed. CULC, 2008
Peri C., Zanoni B. – Manuale di tecnologie alimentari – Ed. CUSL, Milano, 2008
Peri C. – Le operazioni fondamentali della tecnologia alimentare – Ed. CUSL, 1991
Sicheri G. – Tecnologie agrarie – Ed. Hoepli, 1999
Lerici C. R., Lercker G. – Principi di tecnologie alimentari – Ed. Clueb, Bologna, 1983
Porretta S., Porretta A. – L’industria delle conserve alimentari – Ed. Chiriotti, Pinerolo
(TO), 1999