Tutti gli alimenti si alterano attraverso un naturale processo di invecchiamento chiamato deterioramento. Per migliaia di anni le persone hanno utilizzato tecniche come l’essiccamento, la salagione e l’affumicamento per fronteggiare l’alterazione (processo attraverso il quale in un alimento si sono verificate delle modificazioni sia chimiche che biologiche, ad opera di microrganismi, in particolare batteri alterativi, tali da aver determinato modificazioni a livello delle caratteristiche organolettiche del prodotto stesso: odore, sapore, consistenza, colore) e prolungare nel tempo la loro conservabilità, periodo nel quale l’alimento è sicuro, apprezzabile e nutriente.
La conservazione dei prodotti quindi è legata al mantenimento da parte dell’alimento stesso delle caratteristiche proprie di qualità igienico-sanitaria, commerciale e organolettica.
La tecnologia industriale gioca un ruolo importante nella protezione degli alimenti dal deterioramento. Le tecniche di conservazione hanno lo scopo di impedire o rallentare l’instaurarsi di processi alterativi di diversa natura e rispondere alle attuali esigenze di mercato che richiedono sempre più alimenti pronti, data la scarsa disponibilità di tempo per la preparazione dei cibi al momento.
Per quanto riguarda le tecniche di conservazione che sfruttano i fattori chimici si rimanda al altro trattato, mentre, per quanto riguarda le tecniche di conservazione che sfruttano i fattori fisici, nello specifico possiamo dire che queste sono :
a) Trattamento con calore:
La conservazione degli alimenti per mezzo del calore ha assunto una notevole importanza nel settore della produzione delle derrate alimentari, in particolare se si tiene conto dell’effetto che le alte temperature esercitano sulla flora microbica di qualsiasi prodotto. Il calore agisce sui microorganismi prima inibendone la moltiplicazione, poi salendo a temperature più elevate, uccidendoli per coagulazione (calore umido) o per ossidazione (calore secco) delle loro componenti proteiche. La sensibilità termica è variabile a seconda delle caratteristiche delle diverse specie microbiche presenti ed è condizionata inoltre da fattori quali la composizione del mezzo in cui si trovano, il pH (più è basso il pH e più bassa sarà la temperatura del trattamento termico), l’aW (= pH), la presenza di sostanze grasse che fungono da protezione, il tempo di durata del trattamento termico, ecc.
Cottura
E’ il trattamento termico più semplice e più antico. Utilizzata non solo per rendere appetibili gli alimenti ma soprattutto per creare condizioni sfavorevoli ad alcune specie microbiche. Al fine di esplicare l’azione distruttiva sui germi occorre raggiungere temperature di almeno 75°C al cuore del prodotto per un tempo necessario (valore di temperatura validato da esperienze operative/dati bibliografici).
Sterilizzazione
Trattamento mirato a distruggere tutte le forme microbiche vegetative presenti nell’alimento e quasi tutte le spore, mettendo quelle che dovessero eventualmente sopravvivere in condizioni di non germinare più (sterilità commerciale e non assoluta);
Trattamento UHT
Trattamento applicato soprattutto gli alimenti liquidi che subiscono un preriscaldamento (75/80°C) e una successiva sterilizzazione con temperature fino a 150°C. Vengono mantenute in tal modo tutte le caratteristiche chimiche e fisiche del latte fresco.
Tyndalizzazione
Trattamento utilizzato per quei prodotti che per la loro composizione sono sottoposti a denaturazione ad elevate temperature, poiché ricchi di sostanze albuminoidi e/o di carboidrati. Si effettua sottoponendo l’alimento a un’applicazione di calore discontinua e frazionata nel tempo.
Stassanizzazione
Trattamento che sfrutta le cariche elettriche di piastre riscaldate molto ravvicinate che attirano alle pareti i microorganismi.
Pasteurizzazione
Trattamento mirato ad eliminare dalle derrate i principali agenti patogeni e a ridurre in parte la restante flora microbica alterativa (applicata soprattutto al latte), mantiene inalterate le caratteristiche organolettiche e la composizione fisico-chimica.
b) Utilizzo delle basse temperature:
Le basse temperature esplicano la loro azione attraverso un progressivo rallentamento (refrigerazione), fino ad un blocco totale (congelamento, surgelazione), dell’attività di tutti gli enzimi presenti in una derrata alimentare: sia di quelli propri di un alimento, sia, soprattutto, degli enzimi prodotti dai microorganismi. Pertanto batteri, lieviti e muffe, vengono messi quanto meno in condizioni non più adatte per moltiplicarsi. Si deve sottolineare che il freddo non è un processo sterilizzante, esso si limita a mettere in uno stato di quiescenza i microorganismi, fino a che il prodotto verrà mantenuto in quelle particolari condizioni di bassa temperatura (D.P.R 327/80 allegato C, art 31).
L’applicazione del freddo può essere condotta con modalità di tempo e di temperatura ben precise e diversificate. In base ad esse si possono distinguere: la refrigerazione, il congelamento e la surgelazione.
Refrigerazione (0°C-4°C)
La refrigerazione è il metodo più diffuso per conservare a breve termine ogni tipo di alimento deperibile e consente il mantenimento delle caratteristiche organolettiche e di quelle igienicosanitarie di partenza (temperature differenti a seconda dell’alimento, D.P.R. 327/80 ALL. C e art. 31 D.P.R. 327/80). Il rallentamento del metabolismo cellulare è esclusivamente dovuto alla diminuzione della temperatura. Allo stato refrigerato le cellule microbiche restano in vita mentre il loro metabolismo viene rallentato, si ha l’arresto quasi totale della replicazione dei patogeni mesofili.
Congelamento
E’ un metodo diffuso per garantire una conservazione del prodotto molto prolungata (D.P.R 327/80 allegato C). Il congelamento come la surgelazione non esercita un’azione battericida ma impedisce soltanto lo sviluppo dei microrganismi provocando il blocco di tutte le reazioni metaboliche.
Surgelazione
Si differenzia dal congelamento per le modalità di applicazione del freddo (in meno di 4 ore si raggiunge una temperatura al cuore del prodotto di –18°C, mantenuta ininterrottamente fino alla distribuzione finale) e dalla regolamentazioni di leggi specifiche (D.lgs 110/92 ); inoltre mantiene maggiormente il valore nutritivo ed i caratteri organolettici dei prodotti naturali. (D.P.R 327/80 allegato C)
Sia nel congelamento che nella surgelazione vi è un’inibizione delle attività microbiche ed enzimatiche dovuta anche a sottrazione di acqua dell’alimento che passa allo stato solido.
c) Sottrazione di acqua:
essiccamento (sottrazione quasi completa di acqua, con l’utilizzo del calore), disidratazione o concentrazione (sottrazione parziale di acqua, con l’utilizzo del calore) , liofilizzazione (tecnica utilizzata senza uso del calore, ma portando l’alimento a –30°C o - 50°C e successivamente in una camera stagna in cui viene fatto il vuoto spinto, sottrazione di acqua sotto forma di vapore, mantenendo inalterate le caratteristiche originarie del prodotto).
Trattamento che mira ad impedire la moltiplicazione dei microorganismi agendo sui loro fabbisogni di acqua libera (Aw).
d) sottrazione di aria:
confezionamento sottovuoto ( sottrazione totale di aria), confezionamento in atmosfera protettiva (sostituzione dell’aria con uno o una miscela di gas es. Azoto, Ossigeno, Anidride carbonica).
Si sottrae l’alimento alla condizione di aerobiosi perché la flora microbica in esso presente (essenzialmente aerobia) trovi un forte ostacolo alla moltiplicazione. Altri vantaggi: inibizione di fenomeni come l’ossidazione, la proteolisi ed i cambiamenti di colore.
e) Irraggiamento.
Le radiazioni possono essere ionizzanti di natura sia corpuscolare sia elettromagnetica con frequenze molto elevate e radiazioni elettromagnetiche a frequenza più bassa.
Radiazioni ionizzanti (raggi catodici, raggi X, raggi gamma). In Italia non sono ammesse per il trattamento degli alimenti, eccetto i raggi gamma per annullare la germinazione di alcuni vegetali come ad esempio patate, cipolle e aglio, mentre in alcuni stati europei l’uso ai fini della conservabilità è molto diffuso. L’effetto microbicida è dovuto principalmente ad un’azione sul DNA cellulare che una volta danneggiato impedisce alla cellula di replicarsi.
L’uso delle radiazioni è limitato poiché risulta essere molto costoso e pericoloso, per gli effetti collaterali che esplicano sul colore e sul sapore degli alimenti. Inoltre determinano frequenti modificazioni chimico-fisiche, hanno un’azione distruttiva sulle vitamine e sugli antiossidanti presenti nei grassi.
Radiazioni elettromagnetiche a bassa frequenza.
Ultrasuoni e onde elettriche. Utilizzati in via sperimentale, esplicano azione battericida sul latte, formaggi, succhi di frutta.
Effetti collaterali: modificazioni chimiche e fisiche sugli alimenti, distruzione di vitamine, inattivazione di enzimi.