““La conservazione chimica La conservazione chimica

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Prof Enzo Walter Prof Enzo Walter

SaccoSacco

La microbiologiaEvoluzione della

conservazione degli alimenti

I microrganismi e le contaminazioni

La conservazione

La conservazione chimica

Packing

Additivi

Mappa concettuale

Nell’antica Grecia, il dio Asclepio era il responsabile della salute e a tal fine veniva pregato. Era collaborato dalle sue due figlie, Panacea e Igea, che presiedevano rispettivamente al ripristino e al mantenimento della salute.

Se Panacea doveva fornire rimedi per guarire da ogni male, Igea aveva il compito di prevenire i mali, cioè di intervenire prima che l’uomo fosse colpito dalla malattia. Nell’era moderna, Igea è divenuta una scienza ”l’igiene” e la sua azione si concretizza attraverso le attività di prevenzione.

Patogenicità:

definita come la capacità di produrre una malattia clinicamente evidente.

Infettività:

definita come la capacità di un agente di invadere e moltiplicarsi in un ospite.

Virulenza:

E’ definita, dal punto di vista clinico-epidemiologico, come la proporzione dei casi clinici che dà luogo a manifestazioni cliniche gravi (comprese le sequele quali invalidità permanenti o temporanee).

Immunogenicità:

capacità dell’infezione di determinare immunità specifica.

La microbiologia è il ramo della scienza che si occupa dello studio dei

microrganismi microscopici, comunemente noti come

microrganismi.

Cos'e' la microbiologia?

Cosa sono i microrganismi?

Sono organismi unicellulari, invisibili ad occhio nudo, che possono presentarsi isolati o raggruppati in

colonie.

I principali fattori che condizionano lo sviluppo

microbico sono:

• Temperatura.

• Aria (Aerobi, Anaerobi, Aerobi Facoltativi).

• Acidità.

• Acqua.

Classificazione

Microrganismi

Batteri Lieviti Muffe

BatteriSono invisibili all’occhio nudo, possono essere visti solo al microscopio.

Alcuni di questi sono utilizzati dall’uomo, che li impiega nel campo

dell’alimentazione (produzione di formaggi, yogurt, aceto, vino). La maggior

parte sono dannosi per la salute.

Molti batteri producono tossine, che sono più resistenti dei batteri.

Si suddividono in base alla loro forma in:

• cocchi (forma rotonda)

• bastoncini

• vibrioni (a forma di virgola)

• spirilli (a forma si esse).

I lieviti sono microrganismi di dimensioni maggiori rispetto ai

batteri. Sono formati da una cellula e sono di forma ovale.

Alcuni di essi sono utilizzati dall’uomo per la produzione di

pane, vino.

Lieviti

Muffe

Sono di dimensioni maggiori dei lieviti, si sviluppano in colonie, sono visibili ad occhio nudo.

Sono costituiti da diverse cellule unite a formare dei filamenti chiamati ife, che insieme costituiscono il micelio vegetativo.

MUFFE MICOTOSSINOGENE

In alcuni casi producono metaboliti (MICOTOSSINE) che sono tossici per l'uomo. Le micotossine si accumulano in organi come il fegato, cuore, muscoli o reni e causano lesioni e cancerogenicità.

Nocività degli alimenti

Gli alimenti contaminati possono dar vita a diverse malattie:

• Infezione alimentare (provocate da batteripatogeni)

• Intossicazione alimentare (provocate da tossine).

• Tossinfezione alimentare (malattie a caricodell’apparato digerente)

Infezioni alimentari:

Insorgono quando l’alimento consumato contiene batteri patogeni che colonizzano l’intestino dell’uomo, si sviluppano e causano lesioni ai tessuti. In generale non è necessario che il batterio si moltiplichi nell’alimento, ma se ciò accade la probabilità di infezione aumenta (è il caso, ad esempio, della salmonellosi, della shighellosi, della listeriosi e dell’enterite da Campylobacter).

Intossicazioni alimentari:

Insorgono per consumo di un alimento che contiene una tossina, risultato di uno sviluppo microbico nell’alimento. Il batterio può anche essere già morto, ma la tossina può permanere (è il caso, ad esempio, dell’intossicazione stafilococcica e della gastroenterite da Bacillus cereus).

Tossinfezioni alimentari:

Sono una combinazione delle due prime forme. Il microrganismo patogeno deve raggiungere cariche molto elevate nell’alimento e dopo l’assunzione da parte dell’uomo continua il suo sviluppo nell’intestino, libera la tossina che scatena la sintomatologia (per esempio, gastroenteriti da Clostridium perfringens e ceppi enterotossigeni di Esherichia coli).

Fonti di contaminazione microbica

La contaminazione può avvenire attraverso vie:

• endogene (causata con una infestazione interna dell’alimento).

• esogene (causata da veicoli e vettori esterni all’alimento come utensili, abiti, ratti).

Gli alimenti possono essere contaminati da:

• Microrganismi per contatto diretto attraverso le mani, attraverso l'aria tramite la tosse o gli starnuti

• Dall'operatore alimentare, che può essere malato o portatore sano

• Da veicoli (utensili e attrezzature da lavoro, acqua di lavorazione o di lavaggio)

• Da vettori (mosche, scarafaggi, topi, blatte, ecc.)

La tossinfezione sostenuta dal Cl. Botulinum è la più rara, ma anche la più grave di tutte le tossinfezioni alimentari perché di conseguenze spesso mortali.

Le spore formate dal batterio possono sopravvivere a processi termici e ambienti privi di ossigeno (ad esempio nelle conserve e nelle confezioni sottovuoto).

Cl. Botulinum

E’ importante però ricordare a tale proposito che la moltiplicazione di questi batteri non sempre determina l’alterazione organolettica dell’alimento: ciò significa che il cibo può contenere quantità di germi sufficienti a provocare l’insorgenza di malattia senza però determinare la modificazione del sapore, del colore, dell’odore, dell’aspetto e della consistenza dell’alimento.

Evoluzione storica dei sistemi di Evoluzione storica dei sistemi di conservazioneconservazione

Perché conservare un alimento

Per poterlo consumare in tempi e luoghi diversi da quelli di produzione.

È stata un'esigenza che se non ha interessato i primi esseri umani, che vivevano allo scopo di procurarsi cibo da consumare immediatamente, sicuramente è diventata una necessità per le prime forme sociali del “clan”, soprattutto via via che esso da nomade si trasformava in stanziale e da quando è iniziata l'attività agricola di produzione vegetale e allevamento animale.

Nessuno potrà mai indicare a quale popolo o a quale inventore si possano collegare con certezza i processi di congelamento, essiccazione, salatura e affumicamento, si può senz'altro affermare che tali procedimenti, che stanno alla base di tecniche di conservazione tuttora utilizzate, si possono far risalire alla preistoria dell'uomo.

L'uso di prodotti salati ed essiccati risale al primo millennio d.C. il prosciutto di Parma trova tracce di progenitori nel XIII secolo e nel 1500 Bologna era rinomata per i salumi e gli insaccati, mentre la scoperta dello zucchero determina nel XV secolo la nascita dei primi canditi in Liguria.

L'impiego di un effetto protettivo di sostanze chimiche naturali (resine e balsami) era noto ai Romani (Vitruvio ricorda che dal cedro si ottiene un olio capace di conservare qualsiasi sostanza; il cuoco imperiale Gabrio Apicio nel suo “De re coquinaria” afferma di sapere conservare la carne con il miele, l'aceto, il sale e la mostarda e Palladio, nel IV secolo, raccomandava di conservare le olive facendone strati compatti colmati con miele, aceto e sale).

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) e trova il suo inizio nell'empirismo geniale di Nicolas Appert

Nicolas AppertPasticciere in rue de

Quincampoix a Parigi, che dopo numerosi tentativi a partire dal 1796 realizza in un piccolo atélier a Ivry-sur-Seine le prime conserve in vasi di vetro: due le intuizioni fondamentali, il riscaldamento in acqua bollente e la chiusura ermetica del vaso in fase di bollitura.

“Con questo processo, Vi sarà possibile trasferire nella vostra cantina tutto quanto il vostro orto produce in primavera, in estate e in autunno e dopo parecchi anni Voi troverete i vostri alimenti vegetali ancora buoni e sani come quando li avete raccolti e con una certa preveggenza potrete premunirvi per eventuali periodi di indigenza e carestia”

Peter Durand

In Inghilterra Peter Durand, nel 1810, presenta il brevetto per un metodo di conservazione degli alimenti mediante riscaldamento entro recipienti di latta e viene riconosciuto come l'inventore delle scatole in banda stagnata

L'invenzione europea trova rapida applicazione oltre Atlantico e già nel 1817 viene aperto il primo stabilimento in Nord-America a Boston e due anni dopo un secondo a New York che inizia la produzione di salmone, granchi e ostriche in scatola.

In Italia

In Italia i nomi di spicco ai quali fa riferimento l'industria conserviera della seconda metà dell'Ottocento sono sicuramente Francesco Cirio e Pietro Sada. Il primo nel 1858 apre a Torino la prima fabbrica di piselli in scatola, mentre il secondo nel 1881 impianta a Crescenzago la prima fabbrica di conserve di carne.

Pasteur

Fu il grande Pasteur, che fra gli anni 1860-70, individuò nello sviluppo dei microrganismi la causa principale delle alterazioni degli alimenti e nel loro trattamento di inattivazione attraverso il calore il fondamento del metodo di conservazione adottato da Appert.

Ogni fermentazione è provocata da esseri viventi, i cui germi sono ubiquitari e molto numerosi; se con il calore si eliminano questi germi e con un contenitore ermetico si annulla la possibilità di ricontaminazione, l'alimento si conserverà per un tempo teoricamente infinito.

Tyndall

Pochi anni dopo Tyndall propose una alternativa all'uso di autoclavi, che trova fondamento sul fatto che la resistenza al calore delle forme vegetative è molto minore di quella delle spore per cui la geminazione delle spore e la sterilizzazione frazionata per un'ora al giorno, per 2-3 giorni consecutivi delle forme vegetative via via formatesi consente di ottenere una conserva stabilizzata con trattamenti termici molto più blandi a temperature di circa 70-80°C. La tecnica, detta appunto tyndallizzazionevenne applicata ai piselli e al latte e venne da Tyndall spiegata con una ipotetica minor resistenza di organismi debilitati da stress precedenti.

Nel XIX secolo vengono scoperti i batteri alterativi termofili e molti ricercatori cominciano ad approfondire gli aspetti fisici, chimici, chimico-fisici e biologici della sterilizzazione mediante il calore stabilendo sempre con maggior accuratezza i trattamenti da applicare e riducendo conseguentemente i rischi connessi con il consumo di conserve.

Nel 1919 Dunkey pone le basi per quello che sarà il confezionamento asettico.

È di questo periodo che sorgono Istituti di ricerca universitaria finalizzati alla Food

technology, (a Parma la Regia Stazione per l'Industria delle conserve alimentari), iniziano le pubblicazioni di importanti riviste specializzate

Dopoguerra

Subito dopo la seconda guerra mondiale si cominciano a costruire impianti di grandi dimensioni (basta pensare agli sterilizzatori idrostatici Mitchell), evaporatori sotto vuoto in multiplo effetto per il pomodoro, cominciano ad apparire le prime pelatrici e i cooker-cooler a scatola rotante, trasportatori idraulici e pneumatici per piselli.

Dal 1940 in poi si cominciano ad applicare le citate intuizioni di Dunkey sul confezionamento asettico: per cui la fase di stabilizzazione microbiologica è precedente al confezionamento, rendendo così la produzione libera da vincoli legati al tipo di imballaggio (termoresistente e quindi necessariamente rigido), al suo formato (per cui l'intensità del trattamento e di conseguenza le caratteristiche organolettiche del prodotto sono diverse in base alla pezzatura della confezione) e alla disponibilità di acqua idonea per il raffreddamento.

Il primo impianto industriale è quello proposto dalla Martin/Dole, che usa ancora contenitori metallici presterilizzati, riempiti con prodotto prima sterilizzato e raffreddato preliminarmente, in ambiente mantenuto asettico ma comunque aperto. Si passa poi ai contenitori fissi (o trasportabili) di grandi dimensioni.

1960

In Europa ci si dirige prepotentemente verso l'impiego dei materiali flessibili (accoppiati plastica/carta/alluminio) che consentono la formazione del contenitore al momento stesso del riempimento: viene destinato alle piccole confezioni (il tetraedro poi trasformato in parallelepipedo della Tetra-pack), per poi passare circa vent'anni dopo anche ai contenitori flessibili da 200 e 1000 kg.

Il resto è attualità di oggi.

I Principali metodi di Conservazione

Generalità

Lo scopo principale della conservazione è di limitare le alterazioni degli alimenti nel tempo.

Allo scopo, non solo di impedire le alterazioni degli alimenti, ma di modificare il meno possibile le proprietà chimico-fisiche, biologiche ed organolettiche degli stessi, in modo da preservare la loro integrità nutritiva.

I Principali Sistemi di Conservazione

Sistemi di conservazione

Metodi Fisici Metodi Chimici Metodi Biologici

Principali sistemi fisici della conservazione degli alimenti

Metodi Fisici

Bassa Temperatura IrradiazioneDisidratazioneAlta temperatura

Refrigerazione Congelamento

Surgelamento

Pastorizzazione Sterilizzazione Essiccamento Liofilizzazione

Atmosfera Controllata

Concentrazione

Il freddo

Il freddo agisce sui sistemi biologici rallentando o arrestando le reazioni di tipo degradativo dovute ai processi chimici, enzimatici e microbiologici

Basse temperature: la refrigerazione

La refrigerazione può essere effettuata anche in atmosfera controllata,cioè a basse concentrazioni di ossigeno, essa viene effettuata su frutta e ortaggi,allo scopo di rallentare il processo di maturazione

Durante la refrigerazione i liquidi organici non solidificano,

pertanto non ledono le strutture cellulari dell’alimento.

La conservabilità è limitata e varia da pochi giorni a qualche

settimana.

Basse Temperature: il congelamento

Questa tecnica consiste nel portare l’alimento a temperature basse, o molto basse, per un periodo più o meno lungo. Con il congelamento, l’acqua contenuta negli alimenti solidifica, e cristallizza in funzione del punto di gelo.

Il congelamento può essere:

• Lento: favorisce la formazione di macrocristalli di ghiaccio all’interno della cellula;in queste condizioni,durante lo scongelamento sirompono le membranecellulari, con fuori uscita eperdita di liquidi contentivitamine e sali minerali

• Rapido: Tecnica più innovativa, che opera a temperature molto basse in tempi brevi.Questecondizioni permettono la formazione di microcristalli di ghiaccio che durante lo scongelamento non rompono le membrane cellulari,per cui i tessuti vengono salvaguardati

Congelamento ultrarapido

•CONGELAMENTO ULTRARAPIDO o SURGELAZIONE,in circa 4 ore temperatura a -18°C in confezione chiusa. Da scongelare a +2/+10°C, in forno, a microonde, non a temperatura ambiente. Dalla produzioneal trasporto, dall'immagazzinamentofino alla vendita si parla di catena del freddo, cioè di temperatura costante

Basse Temperature: il surgelamento

Si definisce prodotto surgelato un alimento che è portato ad una temperatura di – 18°C, a cuore dell’alimento, in un tempo massimo di quattro ore. Le operazioni preliminari sono:

• Preparazioni• Confezionamento• Congelamento ultra rapido• Conservazione Per il mantenimento qualitativo del surgelato, è

fondamentale che venga sempre mantenuta la catena del freddo.

L’azione del freddo

Il freddo, in ogni caso, non è in grado di distruggere le tossine microbiche e non ha un effetto risanante né tanto meno sterilizzante. Per questo motivo gli alimenti destinati alla conservazione con il freddo devono essere di buona qualità igenica e con una carica microbica ridotta al minimo

Alta Temperatura

L’impiego del calore è un metodo efficace per distruggere i microrganismi e gli enzimi responsabili di alterazioni alimentari.

A temperature elevate, il calore diventa un vero e proprio agente battericida (uccide germi patogeni e spore).

Effetti negativi

Le alte temperature,tuttavia, alterano negativamente le caratteristiche chimiche-fisiche, nutrizionali e organolettiche degli

alimenti.

Alta Temperatura: la pastorizzazione

Metodo ideato da Louis Pasteur. Normalmente si distingue in pastorizzazione :

• Bassa: Sistema ormai poco usato, che consiste nel portare l’alimento ad una temperatura di circa 60 °C per circa 30 minuti

• Alta: Ottenuta ad una temperatura più elevata per un tempo notevolmente inferiore rispetto alla pastorizzazione bassa.

• Un altro metodo di pastorizzazione,applicato ai soli alimenti liquidi, è HTST(High Temperature Short Time)

Effetti della pastorizzazione

Con la pastorizzazione si ha generalmente la distuzione dei germi patogeni e la riduzione della carica microbica, tuttavia le spore presenti non vengono distrutte e dopo breve tempo possono nuovamente generare microrganismi. Per tale motivo la pastorizzazione e spesso seguita da altri sistemi conservativi quali,ad esempio, la refrigerazione o il sottovuoto.

Alta Temperatura: la sterilizzazione

E’ un trattamento che si effettua sempre sopra i 100 °C e tende a distruggere tutti i microrganismi e le spore presenti nell’alimento, ma di riflesso meno vantaggiosa della pastorizzazione perché l’alta temperatura inattiva le vitamine, fa coagulare le proteine.

Ultra High Temperature

Il trattamento UHT (Ultra High Temperature), è una particolare tecnica di sterilizzazione che consiste nel riscaldamento dell’alimento liquido, si effettua portando il prodotto ad una temperatura di circa 70 °C per poi portarlo fino a circa 150 °C per pochi secondi. Successivamente l’alimento viene raffreddato e confezionato in contenitori multistrato (tetra pack), il prodotto così trattato si conserva a temperatura ambiente per circa 3 mesi.

Disidratazione

• La sottrazione d’acqua agisce come fattore batterio statico, in quanto annulla lo sviluppo dei microrganismi, ma non è in grado di distruggerli.

• I prodotti che si devono disidratare devono quindi essere igienicamente puri e con ridotta carica microbica.

Concentrazione

Consiste nella eliminazione parziale dell’acqua costitutiva degli alimenti. Essa può essere :

• A caldo: Consiste in una evaporazione controllata a temperatura inferiore a 100 °C per tempi lunghi.

• A freddo(o crioconcentrazione): Consiste nell’allontanare l’acqua dalla soluzione sotto forma di cristalli di ghiaccio. Essa viene effettuata per prodotti permolabili(vino, succhi di frutta e latte)

• Mediante membrana: Si impiegano dei filtri semipermeabili che trattengono i soluti e lasciano passare l’acqua

EssiccamentoDurante questo processo si ha la

sottrazione quasi totale dell’acqua dall’alimento. Esso può essere suddiviso in:

• Essiccamento naturale :Avviene tramite l’essiccamento solare utilizzato per certi tipi di frutta o per lo stoccafisso

• Essiccamento Artificiale: Gli essiccatori più diffusi sono quelli ad aria calda che assorbono l’umidità delle sostanze

Liofilizzazione

Questo particolare sistema conservativo consiste nel congelamento dei prodotti alimentari e nella loro successiva disidratazione per sublimazione.

Il processo di liofilizzazione si può distinguere in 4 fasi:• Preparazione del prodotto• Congelamento rapido• Disidratazione • Confezionamento Il confezionamento si deve compiere rapidamente sottovuoto

o in atmosfera controllata. I liofilizzati si posso conservare per parecchi anni purché in ambienti asciutti.

Irradiazione

Essa si basa sulla propagazione negli alimenti di energia ad opera di radiazioni elettromagnetiche quali raggi U.V., raggi X e raggi gamma.

I raggi U.V. sono poco penetranti, presentano una debole azione microbicida; i raggi X e gamma hanno la proprietà di distruggere i microrganismi degli alimenti i quali, in seguito al trattamento, perdono la loro capacità riproduttiva.

Atmosfera Controllata

Si effettua trattando il prodotto entro speciali confezioni chiuse ermeticamente, all’interno delle quali l’aria è stata sostituita da gas inerti, quali anidride carbonica e azoto, che hanno un effetto batteriostatico.

Metodi Chimici

Additivi NaturaliAdditivi Chimici

conservanti

Sale, Zucchero Olio, Aceto, Alcol Affumicamento Antimicrobici AntiossidantiConservanti

Secondari

Generalità

Oltre alla variazione di temperatura o alla riduzione di tenore idrico, numerosi altri fattori inibiscono, in modo più o meno determinante l’attività e la vita dei microrganismi: Sostanze chimiche naturali e di sintesi, valore di pH lontani da quelli ottimali possono esplicare azione microbiostatica e microbicida.

I metodi chimici di conservazione si basano sull’utilizzo di sostanze naturali e/o artificiali, che, in modo diverso, creano condizioni sfavorevoli all’attività microbica. Queste tecniche incapaci da sole di conservare a lungo a temperature ambiente gli alimenti, per cui è necessario abbinarle ad altre che ne aumentano l’efficacia.

Additivi Naturali: il saleL’azione inibente del cloruro di sodio

(NaCl) nei confronti dei microrganismi è dovuta all’aumento della pressione osmotica, causata dall’elevata concentrazione del mezzo e alla conseguente diminuzione dell’acqua disponibile per la crescita e all’attività microbica.

Non tutti i microrganismi vengono bloccati dall’azione del cloruro di sodio, per esempio i batteri alofili non sono inibiti dalla salagione. Oltre a queste anche alcune muffe sopportano valori abbastanza elevati, mentre i lieviti sono molto sensibili alla salagione.

• Umido: Ha un’azione più lenta e meno intensa. Essa viene utilizzata per alimenti a breve e media durata che necessitano di altri trattamenti come l’affumicatura, la refrigerazione o la cottura. Viene effettuata utilizzando soluzione salina a diversa concentrazione. La salagione in umido può essere effettuata per immersione o per iniezione.

La salagione si può effettuare in 2 diversi modi:• Secco: Si effettua per sfregamento del sale solido sulla superficie dell’alimento o per sovrapposizione a strati, al salegeneralmente vengono aggiunti idrati e spezie. E inoltre preferibile l’utilizzo di sale non troppo grosso per favorire una penetrazione più rapida nei tessuti. La suddetta è adatta a prodotti a lunga stagionatura e a lunga conservazione.

Additivi Naturali: zucchero

Può essere utilizzato allo stato cristallino o come sciroppo, ossia acqua e zucchero a diversa concentrazione. Vi sono microrganismi detti osmofili, non ostacolati da elevate concentrazioni zuccherine, ma che vi si sviluppano meglio, altri le tollerano, anche se fermentano in modo meno intenso.

Lo zucchero esplica la sua azione conservativa in modo analogo al sale, disidratando per osmosi i microrganismi rendendoli pertanto inattivi. Il saccarosio deve essere comunque presente nell’alimento in concentrazione non inferiore al 50%, in quanto percentuali più basse favoriscono i fenomeni fermentativi. Questo metodo può essere abbinato anche a trattamento termico per la conservazione della frutta, esempio marmellata o gelatina.

Additivi Naturali: olio

Sia l’olio d’oliva, che l’olio di semi, viene impiegato per proteggere gli alimenti da contatto con l’aria ed impedire quindi lo sviluppo dei microrganismi aerobi. Al contrario i microrganismi anaerobi si possono invece facilmente sviluppare come ad esempio il clostridium botulinum, responsabile di una tossina che può essere letale, per evitare questo inconveniente il metodo viene quindi abbinato ad altri procedimenti, come la salaggione, l’acidificazione, la disidratazione, la pastorizzazione. Questo metodo viene spesso utilizzato per prodotti ittici o ortaggi.

Additivi Naturali: l’acetoÈ il prodotto della fermentazione acetica

del vino. Esso deve contenere più del 6% di acidità totale espressa come acido acetico e una quota residua di alcol non superiore all’ 1,5%. L’azione conservativa è dovuta al contenuto in acido acetico ed al conseguente abbassamento del pH. L’aceto è utilizzato nella conservazione di numerosi vegetali e come coadiuvante in altre tecniche.

Additivi Naturali: alcol etilico

Usato ad alte concentrazioni (70% circa) è letale nei confronti delle forme vegetative mentre, alla stesse dosi è inefficace per le spore batteriche. Risultano più sensibili i batteri, meno i lieviti. L’azione antimicrobica dell’alcol è dovuta a più fattori:

• Denaturazione delle proteine protoplasmatiche

• Disidratazione delle celluleL’uso è limitato alla preparazione di frutta “sottospirito”.

Additivi Naturali: l’affumicamento

Consiste nel sottoporre gli alimenti all’azione di sostanze antisettiche che si libera in seguito alla combustione incompleta di segatura o trucioli di legni particolarmente aromatici, ma mai di tipo resinoso. L’azione antisettica esplicata dal fumo è potenziata dall’aumento di temperatura dell’alimento, e della contemporanea disidratazione. Altre sostanze quali acido acetico, formico, alcol metilico, presenti in piccola concentrazione nel fumo coadiuvano l’azione della formaldeide, l’azione antisettica del fumo è dovuta anche al fatto che riduce la quantità di ossigeno disponibile, anche le variazioni di temperatura concorrono ad aumentare la conservabilità del prodotto, il trattamento può avvenire a temperature basse(affumicamento a freddo) solo poche specie microbiche vengono uccise, o a temperature alte(affumicamento a caldo) si ha la distruzione della maggior parte delle specie microbiche.

L’azione tossica del catrame e della fuliggine è strettamente legata a vari fattori:

• quali la quantità di ossigeno cioè più areato è l’ambiente, minore è la formazione di idrocarburi.

• La distanza fra la camera di combustione e di affumicamento

• La temperatura: più alta è la temperatura della combustione, maggiore è la produzione di sostanze oncogene.

Il fumo è composto, oltre che dalla fase gassosa, da una fase solida, in cui si trovano sostanze tossiche riconosciute cancerogene.

Il metodo tradizionale di generare fumo bruciato da legna, si sta orientando nell’utilizzo di “fumo liquido” per limitare la presenza degli idrocarburi negli alimenti. Il fumo liquido si ottiene condensando in acqua i fumi che si libero dalla combustione di legno, questo viene poi filtrato per eliminare gli oli pesanti. Il vantaggio maggiore che il fumo liquido presenta nei confronti dell’affumicatura tradizionale è l’assenza di composti cancerogeni, unito ad una maggiore uniformità dei sapori e degli aromi. Il fumo liquido viene nebulizzato negli affumicatoi tradizionali, o impiegato come bagno per l’immersione degli alimenti.

TRATTAMENTI CHIMICI. (additivi naturali e additivi artificiali)

Gli additivi chimici sono sostanze sintetiche o naturali prive di potere nutritivo, che vengono aggiunte in fase di lavorazione agli alimenti per conservarne nel tempo le caratteristiche fisiche, chimiche e biologiche, per evitarne le alterazioni spontanee e per conferire caratteristiche particolari.

Il quadro normativo

• La Direttiva n. 94/35/CE sugli edulcoranti

• La Direttiva n. 94/36/CE sulle sostanze coloranti

• La Direttiva n. 95/2/CE sugli additivi alimentari diversi dai coloranti e dagli edulcoranti

Tali normative sono state recepite dal nostro ordinamento con

• Decreto Ministeriale n. 209 del 27/2/1996.

Legge 283/62 e dal DPR 327/80

La loro applicazione è disciplinata dalla Legge 283/62 e dal DPR 327/80 va detto che non sempre il loro uso giustifica il rischio che ne può derivare alla salute pubblica, anche perché gli studi tossicologici al riguardo non sono ancora definitivi.

Fine normativo

• Assicurare la libera circolazione dei prodotti alimentari nell’ambito UE,

• Rispettare le limitazioni imposte a tutela della salute dei consumatori

Suddivisione

Gli additivi sono suddivisi in famiglie in funzione del loro ruolo, e sono identificati da un codice, uguale in tutti i paesi dell’Unione Europea, composto generalmente dalla lettera “E” seguita da 3 o 4 cifre.

RequisitiRequisiti

• Essere indispensabili• Non presentare rischio di tossicità• Se ne deve stabilire la DGA (dose giornaliera ammissibile)• Non devono reagire con l’alimento• Non devono mascherare frodi commerciali• Non devono mascherare alterazioni• Devono rispondere agli standards di purezza• Devono figurare in liste positive• Essere tolti dal commercio non appena dimostrino effetti

cancerogeni, mutageni, ecc.

Classificazione

1.1. Composti contro le alterazioni di natura Composti contro le alterazioni di natura microbica microbica

2.2. Composti contro l’irrancidimento e Composti contro l’irrancidimento e l’imbrunimentol’imbrunimento

3.3. Composti per il controllo Composti per il controllo

della qualità della qualità reologicareologica

1.1. Additivi ad azione variaAdditivi ad azione varia

Composti contro le alterazioni di Composti contro le alterazioni di natura microbicanatura microbica

• Antisettici o antimicrobici

• Fungistatici

• Antifermentativi

Composti contro l’irrancidimento Composti contro l’irrancidimento e l’imbrunimentoe l’imbrunimento

• Antiossidanti (acido ascorbico) succhi di frutta, vino, liquori, insaccati, marmellate, vegetali sottolio e sottaceto

Composti per il controllo della Composti per il controllo della qualità qualità reologicareologica

1. Addensanti (glicerina, pectina) aumentano la densità dei liquidi; latte e derivati, maionese, cioccolato, marmellate, ecc.

2. Gelificanti (polifosfati, citrato di sodio e potassio) favoriscono l’aumento della consistenza; carne in scatola, insaccati, formaggio fuso

3. Emulsionanti e tensioattivi (mono e diglicerididi acidi grassi esterificati con acido acetico o acido tartarico) fluidificano i grassi in soluzioni acquose; pane e grissini (antiraffermo), gelati, margarina, biscotti, ecc.

Additivi di azione variaAdditivi di azione varia

1. Aromatizzanti

2. Esaltatori disapidità

3. Coloranti

4. Edulcoranti

5. Polveri lievitanti

6. Sostanze pertrattamenti superficiali

7. Acidificanti

8. Tamponanti

Additivi a scopo conservativo: Antimicrobici

1. Acido sorbico (E200), sodio sorbato(E201) potassio sorbato (E202), calcio sorbato (E203) utilizzati come antimuffa nei grassi e oli, formaggi, ripieno di ravioli e tortellini,semiconserve ittiche, maionese, prodotti dolciari da forno, pane in cassetta, presame, gnocchi, frutta candita, polenta, preparazioni a base di frutta per lo yogurt alla frutta, crema per pasticceria

2. Acido benzoico (E210), sodio benzoato(E211), potassio benzoato (E212), calcio benzoato (E213) Utilizzato nelle semiconserve ittiche, caviale, bibite analcoliche, pasta di olive, presame

3. Esteri del p-benzoato (E214 → E219) utilizzato nelle semiconserve ittiche, caviale, bibite analcoliche, maionese, presame

4. Anidride solforosa (E220), sodio solfito (E221), sodio bisolfito (E222), sodio metasolfito (E223), sodio metabisolfito (E224), calcio solfito (E226)utilizzati nel vino, mosti, aceto, succhi di frutta, marmellate, gelatine di frutta, birra, prodotti a base di patate, biscotti, frutta secca, vegetali per sott’aceto o sott’oli o al naturale o in salamoia, filetti di baccalà, frutta candita, bibite analcoliche, liquori a base di succhi di frutta, acqueviti, conserve di gamberi

Antimicrobici per il trattamento superficiale

Trattamento superficiale dei formaggi a crosta non commestibile

Sostanze destinate principalmente ad altri usi ma aventi effetto conservativo secondario

Potassio nitrito (E249), sodio nitrito (E250), sodio nitrato (E251), potassio nitrato (E252) (colore rosso delle carni – azione antimicrobica nei confronti del Clostridium botulinum) acido acetico (E260), potassio acetato (E261), sodio acetato (E262), acetato di calcio (E263) (impasti per la panificazione e i prodotti dolciari lievitati)

Tossica e cancerorenaAldeide formicaE 240

TossicoEsametilentetraminaE 239

TossicoFormiato di calcioE 238

TossicoTiobendazoloE 233

Come sopraOrfofeilfenato di sodioE 232

Della stessa categoria del difenile, composto

molto tossico.OrtofenilfenoloE 231

Come sopraSodio bisolfitoE 222

Poduttore di E220, ha gli stessi effetti tossiciSodio solfitoE 221

Sostanza abbastanza tossica, interferisce col

metabolismo di alcuni aminoacidi ed

inattiva la Vit.B1.

Anidride solforosaE 220

Come sopraDerivato sodico dell'est. met. delI'acido p-

ossibenzoicoE 219

Come sopraMetil-p-ossibenzoatoE 218

Come sopraPropile p-ossibenzoatoE 216

Sostanza particolarmente tossica, con dose

massima giornaliera accettabile, secondo

le tabelle del comitato FAO/OMS molto

bassa ( 5 mg per Kg di peso al giorno).

Acido benzoicoE 210

--Calcio sorbatoE 203

--Potassio sorbatoE 202

--Sodio sorbatoE 201

--Acido sorbicoE 200

Eventuale tossicitàDenominazione chimicaCod.

ANTIMICROBICI

ANTIOSSIDANTI

--Citrati di potassioE 332

--Citrati di sodioE 331

--Acido citricoE330

Come sopraButilidrossitoluoloE 321

Sostanza sospetta, perchè non presente in

naturaButilidrossianisoloE 320

Come sopragallato di dodecileE 312

Come sopraGallato di ottileE 311

Sostanza sospettaGallato di propileE 310

--Delta tocoferolo di sintesiE 309

--Gamma tocoferolo di sintesiE 308

--Alfa tocoferolo di sintesiE 307

--Estratti di origine naturale ricchi di tocoferoliE 306

--L ascorbile palmitatoE 304

--Calcio L ascorbatoE 302

--Sodio L acorbatoE 301

--Acido L-ascorbico300

Principali composti utilizzati

Viene addizionata ad uve, vino, aceto, succhi di frutta, sottaceti, sottolio, prodotti dolciari.

Uso

Microbicida: agisce contro muffe e batteri mentre ha azione selettiva sui lieviti. Per questo viene utilizzata nelprocesso di fermentazione delle uve per eliminare i lievitiche producono poco alcol e consentire lo sviluppo deglialtri che porteranno a termine la fermentazione.Antiossidante: ha azione sbiancante ed impediscel’imbrunimento enzimatico.

Meccanismo

d’azione

Ha odore caratteristico ed irritante. Tossicità acuta e cronica elevata per questo la legge definisce la quantitàche può rimanere come residuo.

Caratteristiche

ANIDRIDE SOLFOROSA SO2 (E220)

Acido Benzoico: E210

• Origine: L'acido benzoico, i benzoati e gli esteri dell'acido benzoico sono presenti nella maggior parte della frutta, specialmente nei mirtilli. Oltre alla frutta, i benzoati si trovano in natura nei funghi, nella cannella, nei chiodi di garofano ed in alcuni prodotti caseari

• Funzione & Caratteristiche: L'acido benzoico ed i benzoati sono usati come conservanti contro lieviti e batteri presenti in vari prodotti acidi. Sono poco efficaci contro i funghi ed inefficaci in prodotti con un pH superiore a 5 (leggermente acido o neutro). Alte concentrazioni producono un sapore amaro che limita il loro impiego. Per la loro alta solubilità, i benzoati sono spesso preferiti.

• Dose giornaliera: Circa 5 mg per kg di peso corporeo.

Acido Sorbico: E203

• Origine:In natura, il sale dell'acido sorbico (E200) è presente nei frutti del Sorbo delle Montagne Europee o Farinaccio ( Sorbus aucuparia ), dal quale prende il nome.

• Funzione & Caratteristiche: L'acido sorbico è un conservante, principalmente contro funghi e lieviti; non è efficace contro i batteri. La sua attivitáottimale avviene a valori di pH inferiori a 6.5. Il sorbato di calcio è usato principalmente nei latticini; la sua attivitá è simile a quella dell'acido sorbico.

• Dose giornaliera: Fino a 25mg per kg di peso corporeo.

Acido acetico: E260

• Origine: Acido naturale presente in molti frutti. Essendo ottenuto per fermentazione batterica, è presente in molti prodotti fermentati. Il prodotto presente in commercio è ottenuto dalla fermentazione batterica dello zucchero, melassa o alcol o dalla sintesi chimica dell'acetaldeide.

• Funzione & Caratteristiche: L'acido acetico è usato come conservante contro i batteri ed i funghi. Nella maionese, viene aggiunto per inattivare della Salmonella . L'attività maggiore si ottiene a valori bassi di pH. Può essere anche usato come tampone negli cibi acidi. E' anche usato come un componente aromatico.

• Dose Giornaliera Ammissibile: Nessun limite.

La dose e la scelta del prodotto La dose e la scelta del prodotto dipendedipende::

• Dalla natura dell’alimento

• Caratteristiche proprie dei composti (concentrazioni)

• Carica batterica (numero di cellule presenti)

• Stato delle cellule (condizioni non ottimali rendono più sensibili le cellule)

• Specie microbica

• pH

Modalità di azioneModalità di azione::

Formano legami chimici con metabolitiessenziali quali enzimi respiratori o enzimi necessari per biosintesi. Il campo di azione può essere specifico (un solo enzima) o vasto (diversi enzimi)

Tossicità (LD(LD50 50 = ….ppm/Kg)= ….ppm/Kg)

Viene espressa in LD50 per la quantità di sostanza

Il packing

Il complesso delle operazioni manuali e delle tecniche necessarie per rendere idoneo un prodotto alla spedizione, deposito e vendita è noto con il nome di imballaggio.L’avvento di nuovi materiali per l’imballaggio ha evidenziato la possibilità di cessioni agli alimenti di sostanze chimiche diverse e la necessità di uno studio approfondito.

Occorre premettere alcuni concetti riguardanti i fenomeni di diffusione e migrazione di sostanze attraverso le matrici dei materiali di imballaggio.

La diffusione è un movimento di massa che comporta il trasferimento di un materiale all’interno o attraverso un altro materiale.

La migrazione è il passaggio di una sostanza da un materiale ad un mezzo circostante e dipende dalla natura della sostanza, dal mezzo di contatto e dalla temperatura.

Migrazione

• Globale: quando viene determinato l’insieme di tutto quello che può migrare, indipendentemente dalla natura chimica delle singole sostanze migrate ed ha la funzione di preservare la naturale composizione dell’alimento. Secondo la normativa vigente la migrazione globale non può essere superiore a 50mg/kg di contenuto ovvero 8 mg per dm2 di superficie esposta al contatto

• Migrazione specifica: è la valutazione qualitativa e quantitativa delle singole sostanze migrate.

i rischi di cessione da contenitori sono stati considerati nella norma specifica D.M. 21 marzo 1973. essa considera alcuni aspetti generali:

• Migrazione globale, cioè la quantificazione della contaminazione massima ammissibile nell’alimento da parte del contenitore

• Responsabilità giuridica della idonietà del contenitore

• L’obbligo dell’informazione al consumatore sulla idonietà dell’oggetto mediante applicazione della dicitura “per alimenti” o del relativo simbolo, bicchiere e posate.

Altri aspetti specifici:

• Norme specifiche per ogni materiale

• Un protocollo di valutazione di nuovi componenti

• Lista positiva delle sostanze autorizzate per la preparazione di oggetti destinati al contatto con gli alimenti

• La colorazione. Tali coloranti non devono essere ceduti all’alimento

• La classificazione degli alimenti ai fini della scelta dei simulanti nella prove di cessione.

Principali materiali d’imballaggio

I tipi di imballaggio più usati nel settore agroalimentare sono:

• Carta e cartone

• Materie plastiche

• Metalli

• Vetro.

Carta e cartone (Ca)

È costituita principalmente da cellulosa ma data la sua insolubilità ed infusibilità deve essere trattata chimicamente.

È molto usata per l’accoppiamento con altri materiali.

Presenta nessuna proprietà barriera in assenza di patinatura, buona rigidità, potere assorbente, facile lacerabilità, bassa densità, cordonabilità

Materie plasticheCon il termine di materie plastiche

artificiali si intendono quelle derivate dalla trasformazione dei polimeri naturali (proteine, cellulosa), mentre per materie plastiche sintetiche si intendono i composti macromolecolari organici mediante:

• Polimerizzazione.

• Policondensazione.

• poliaddizione.

La maggior parte di materie plastiche viene utilizzato sotto forma di sottili pellicole e laminati per la produzione di sacchetti.

Presentano alta proprietà barriera, bassa densità,

flessibilità, bassa rigidità,

resistenza alla trazione variabile.

Polimerizzazione: Da più molecole di monomeri si ottengono i rispettivi polimeri senza eliminazione di atomi o radicali. Ciò avviene quando il monomero presenta dei doppi legami. Il processo, attivato da un catalizzatore, richiede energia ed un inibitore per interrompere la polimerizzazione ad un certo punto. È il caso di resine polietileniche e poliviniliche (pvc)

Policondensazione: Da più molecole uguali o differenti, si ottengono polimeri mentre si eliminano molecole d’acqua, idracidi, ammoniaca, formaldeide. È il caso di resine poliesteri, fenoliche, poliammidiche.

Poliaddizione: Detta anche addizione successiva di molecole di monomeri ad una molecola iniziatrice. È il caso delle resine poliuretaniche.

I polimeri ad alto peso molecolare hanno un’alta inerzia chimica ed un’alta insolubilità che li rende privi di tossicità, mentre i monomeri sono generalmente tossici

Il decreto del 28/06/89 del ministero dell’ambiente prevede che qualsiasi involucro sigillato di vetro, metallo, plastica, carta, devono recare un marchio di riconoscimento costituito da un esagono e da una sigla.

Materie plastiche più comuni

= polivinilcloruro:Ormai in via di eliminazione

dalla produzione ha molte applicazioni biomediche, bottiglie e giocattoli. Si ottiene dalla polimerizzazione del cloruro di vinile.

Ha effetti cancerogeni per cui si deve ridurre al massimo la quantità di monomero residuo negli oggetti di Pvc.

= polietilene: Viene sintetizzato a partire dall’etilene.

È molto diffuso per la sua economicità e versatilità, viene usato per buste, pellicole, confezioni per latte, succhi di frutta, medicinali. Ve ne sono di due tipi:

A bassa densità, resiste a temperature comprese

tra - 40° e +80°c

Alta densità, in grado di resistere fino a + 120°C

= polipropilene: Si ottiene dal proplene. Valse il premio nobel al

chimico italiano Giulio Natta.

È resistente alle trazioni, inerte chimicamente viene utilizzato per imballaggi alimentari, protesi, siringhe, provette, elettrodomestici.

= polistireneViene sintetizzato

dallo stirene. Usato per le coppette dei gelati e yogurt cioè contenitori rigidi, ma poco resistenti agli urti.

polietilentereftalato: È un poliestere saturo ottenuto da acido tereftalico e glicol – etilenico. È oggi assai diffuso perché rigido e resistente agli urti,molto usato per acque minerali e bevande gassate.

Pa = poliammidi: Meglio note con il nome di nylon, sono costituite da una

sequenza di gruppi –C = O – H – N -connessi da gruppi metilenici –CH2 e

sono usate nel campo

dell’imballaggio per impedire la dispersione dei gas.

Pur = poliuretani: Impiegati per la fabbricazione di paraurti per

auto, gommapiuma per

materassi, scarpe

Resine termoindurenti.La sostanza base è il

formolo. In soluzione acquosa è irritante, molto

tossico per via orale. Tracce di questo

composto vengono

ricercate mediante gas-cronatografia e

spettrometria.

Capolimeri: Risultano composti da due o più minerali, abbinati in modo da avere i vantaggi di entrambi, resine stirene – butandiene e nylon – polietilene. Possono essere rinforzate ad esempio con fibre di vetro.

hot melt: Sono resine fusibili a caldo che trovano applicazione nei rivestimenti di cartone, possono essere costituite da paraffina, polimeri, copolimeri, cere, additivi secondari e vengono applicate a spruzzo.

L’estrusioneL'estrusione è una tecnica di

lavorazione delle materie plastiche che permette di ottenere sacchetti leggeri e resistenti da un tubo caldo di materiale plastico leggero e flessibile. L'aria gonfia il tubo come un pallone, fino a dar forma a una borsa con la sagoma, le dimensioni e lo spessore desiderati.

termoplasticheSi chiamano termoplastiche tutte le materie plastiche

che possono essere raffreddate e fuse più volte. Nel processo della calandratura, la plastica viene tirata in fogli sottili da una serie di rulli compressori ad alta temperatura. Nello stampaggio a iniezione, un perno a vite spinge la plastica nello stampo attraverso un tubo caldo.

Nella termoformatura, un foglio di plastica viene teso al di sopra di uno stampo e fatto aderire alle pareti di questo da una pompa a vuoto. La soffiatura, infine, crea oggetti cavi da tubi caldi di plastica flessibile.Il tubo viene portato ad alta temperatura e soffiato in uno stampo.

Gomme ed elastomeriSono materiali polimerici

dotati di capacità di estendersi e riprendere le dimensioni originarie al cessare della sollecitazione esterna. Ne esistono di due tipi:

1. Naturali: ottenute per incisione della corteccia di alcune piante (caucciù)

2. Sintetiche: ottenute d

processi di

polimerizzazione analoghi a quelli per le materie

plastiche. Vengono utilizzati per la

produzione di guarnizioni, nastri trasportatori, articoli

per l’allattamento.

La produzione della gomma

CeramicheSono costituiti da argille e silicati,

sottoposti a formatura e cottura in forno. Gli oggetti così preparati possono essere coperti da uno strato detto “vetrina”, un vetro a base di silicati. Queste se destinate ad articoli di alta qualità, non contengono piombo, mentre quelle applicate su articoli di minor pregio contengono ossido di piombo capace di dare brillantezza.

Sono possibili cessioni di metalli pesanti impiegati per decorare, generalmente il contatto è breve, ma non si possono

escludere usi impropri o contatti con alimenti o bevande aggressive.

Acciai inossidabili (Acc)Sono leghe costituite da ferro e cromo.Possono contenere anche nichel. Non hanno bisogno di rivestimento protettivo perché in presenza di ossigeno si rivestono di uno strato di ossido di cromo

La normativa italiana definisce i tipi autorizzati secondo la nomenclatura:

• UNI (ente italiano di unificazione)• AISI (american iron and steel istitute).

Il controllo igienico – sanitario, si basa su due principi:1.Possibilità di impiegare soltanto acciai autorizzati, riportati nell’elenco che ha funzione di lista positiva

2.Controlla la migrazione specifica (nichel e cromo) che va effettuata sull’eluato dopo il terzo attacco con acido acetico

Banda stagnata e cromataCostituisce il mezzo più utilizzato per la preparazione di

scatolame soprattutto per alimenti sterilizzati che devono durare nel tempo, quali carne, pesce, bevande.

È costituita da un lamierino che può essere rivestito di stagno o di cromo per immersione a temperature di 310/320°C. o elettroliticamente con coperture diverse sulle pareti e pesi minori.

Le eventuali corrosioni sono dovute all’ossigeno, ai nitrati presenti nei vegetali e nell’acqua.

I barattoli sono costruiti da tre o due pezzi, impiegando un processo di preparazione (imbutitura) che evita una saldatura.

AlluminioFra i materiali non ferrosi è l’unico che

riveste un certo interesse per il suo basso peso specifico che lo rende meno pesante del ferro.

.

Ha buona resistenza alla

corrosione grazie alla formazione di uno strato

sottilissimo di ossido che lo protegge ed alla

aggiunta di manganese o di magnesio.

L’unico inconveniente è l’alto costo che viene controbilanciato dalla possibilità di riciclaggio.

I trattamenti di protezione sono:Ossidazione chimica o elettrolitica

Uso di verniciRivestimento con materie plastiche

Può essere usato come film di rivestimento per pentole, fogli,

vaschette. Diventa tossico se

assorbito per via parenterale

VetroHa una tradizione millenaria.

Presenta:

• perfetta barriera,

• rigidità,

• fragilità,

• inerzia chimica,

• alta densità,

• trasparenza.

La normativa italiana divide il vetro in tre categorie

1. Vetri borosilicati e sodico – calcici.Sono resistenti a sbalzi termici, per cui idonei anche a trattamenti di sterilizzazione.

2. Vetri sodico – calcici.Resistono a temperature più basse e sono idonei a trattamenti fino ad 80°C

circa (pastorizzazione)

1. Vetri al piombo.Utilizzati per la preparazione di cristalleria da tavola non destinata a sbalzi termici.

L’idonietà viene controllata

mediante determinazione

della migrazione globale e, ove prescritto, della

migrazione specifica.