La conservazione degli alimenti   La dieta dei primi uomini preistorici somigliava a quella degli attuali predatori onnivori: pasti frugali di scarso contenuto calorico, punteggiati da rare abbuffate in stagioni o circostanze propizie. La necessità di assicurarsi provviste di cibo per affrontare periodi non favorevoli alla caccia e alla raccolta li indusse ad adottare le prime tecniche di conservazione. Queste, insieme all’uso del fuoco, segnarono una svolta determinante, accrescendo l’apporto proteico della dieta e favorendo l’evoluzione biologica della specie. Fu la stessa a suggerire all’uomo le prime possibilità di conservazione del cibo, sotto forma di frutta avvizzita rimasta sugli alberi, di animali trovati sepolti sotto il ghiaccio o essiccati dal sole e dall’aria, o ancora di pesci rimasti intrappolati in saline naturali: cibo non più fresco, ma ancora commestibile. natura Spesso è la natura stessa a suggerire all’uomo le possibilità di conservazione del cibo. Per esempio un acino d’uva avvizzito, pur essendo meno invitante di uno fresco, può risultare comunque commestibile, presentando il vantaggio di conservarsi a lungo. È il principio alla base della produzione di uva passa. La conservazione in età moderna Nell’Ottocento la degli alimenti cominciò a essere un tema affrontato a livello industriale: furono messe a punto svariate tecniche per limitare i fenomeni di deterioramento spontaneo del cibo, grazie anche ai progressi scientifici che trovarono risposte al problema dell’alterazione degli alimenti. conservazione Lo sviluppo successivo delle scienze e delle tecnologie ha anche chiarito che tutti gli alimenti sono . Complesse dal punto di vista sia della composizione sia della comunità microbica che li caratterizza; dinamiche perché in costante evoluzione durante la conservazione, per effetto delle numerose cause di alterazione che abbiamo esaminato. entità complesse e dinamiche Obiettivi della conservazione Le tecniche di conservazione moderne sono caratterizzate da un utilizzo costante della tecnologia, ma nei principi ricalcano ancora le pratiche tradizionali. Confrontando le diverse tecniche di conservazione, si potrà notare che, quando esse sono molto efficaci nel diminuire le varie cause d’alterazione, danneggiano inevitabilmente anche le sostanze nutritive che compongono l’alimento. Viceversa, i metodi che preservano al meglio il valore nutrizionale del cibo hanno un’efficacia blanda contro le cause di alterazione, e non aumentano molto la conservabilità. Qualunque sia la tecnica di conservazione scelta, si hanno inevitabili perdite nutrizionali nel cibo conservato. La conservazione di un alimento si ottiene soddisfacendo le seguenti condizioni: i microrganismi, i virus e i parassiti presenti (o almeno ostacolandone lo sviluppo); eliminando i processi fisiologici di decomposizione interni all’alimento; inibendo al massimo il contatto con possibili fonti esterne di contaminazione (aria, oggetti solidi, esseri viventi di ogni genere, altri cibi e così via). limitando Le tecniche che consentono di soddisfare queste condizioni sono accorpabili in tre gruppi sulla base della loro natura: distinguiamo così fra , e . tecniche fisiche tecniche chimiche tecniche biologiche Alcuni stratagemmi ideati in età antichissime per proteggere il raccolto, e più in generale gli alimenti, dalle insidie dei roditori sono tuttora validissime. In alcune zone alpine, per esempio, sono diffuse strutture poggiate su palafitte nelle quali, tra il basamento e l’edificio, sono inserite pietre piatte e tonde che impediscono ai topi di arrampicarsi.  >> pagina 397  L’   HURDLE CONCEPT Uno dei maggiori limiti legati alle tecniche di conservazione più drastiche è che il loro impiego comporta il   molto serio di selezionare   a quelle stesse tecniche, i quali potrebbero espandersi molto velocemente essendo tali alimenti ormai privi di tutti gli altri microrganismi “concorrenti”. rischio microrganismi resistenti Esistono molteplici fattori di stress (variazione della temperatura, del pH, dell’Aw, della salinità eccetera) che rappresentano un   (  in inglese) allo sviluppo di gran parte dei microrganismi responsabili di alterazione. Applicando queste informazioni alle tecniche di conservazione, lo scienziato tedesco   ha sviluppato il cosiddetto  , o  , che prevede l’eliminazione dei microrganismi attraverso la combinazione di  , anziché impiegando una sola tecnica spinta all’estremo: infatti, tanti piccoli stress risultano più efficaci di un solo trattamento drastico. I vantaggi sono una maggiore sicurezza alimentare, cambiamenti sensoriali meno intensi e nessun rischio di selezionare batteri resistenti. ostacolo hurdle Lothar Leistner hurdle concept teoria degli ostacoli più tecniche applicate blandamente GUIDA ALLO STUDIO  Quali sono i principali obiettivi della conservazione? 1.  In che cosa consiste l’ ? 2. hurdle concept  Le tecniche fisiche di conservazione   Le di conservazione degli alimenti comprendono gli interventi sulla temperatura (impiego del calore o sottrazione di calore), la sottrazione di acqua o di aria, l’utilizzo di radiazioni. tecniche fisiche  Impiego del calore   Per ridurre drasticamente il numero dei microrganismi presenti negli alimenti, l’impiego delle offre il . Perciò questo metodo è di gran lunga il più diffuso, tanto che il pretrattamento degli alimenti e dei loro contenitori ad alte temperature è spesso abbinato ad altre tecniche di conservazione. alte temperature miglior compromesso tra efficacia e costi economici L’impiego del calore causa evidenti nel cibo: gli alimenti cotti cambiano aspetto, consistenza, odore e gusto, ampliando la gamma dei sapori talvolta in modo sorprendente (vedi Unità 13, La cottura degli alimenti). Il principale limite di questa tecnica è che essa comporta una , cioè sensibili al calore, come le vitamine. cambiamenti sensoriali perdita dei nutrienti termolabili Il modo migliore per eliminare i microrganismi e al contempo limitare i danni termici consiste nel trattare gli alimenti ad , anziché a temperature inferiori per tempi più lunghi. In questo modo l’effetto disinfettante del calore è massimo, mentre la perdita di nutrienti viene limitata. alte temperature per tempi brevi L’ del calore è dovuto principalmente alle profonde modificazioni che esso induce nelle proteine. Come infatti sappiamo, oltre i 60 °C si innesca il fenomeno della per shock termico. Le proteine si deformano, perdono la loro funzionalità biologica e coagulano (vedi Unità 5, I macronutrienti, p. 144). effetto disinfettante denaturazione Ai fini della conservazione, la denaturazione delle proteine ha due importanti effetti: : oltre i 60 °C, i batteri (così come qualunque altro organismo contaminante) cominciano a morire per via della progressiva perdita di forma e funzione delle proteine che li costituiscono; battericida : ogni enzima, di origine endogena o esogena, ha una sua temperatura di denaturazione. Superata tale temperatura risultano limitati sia i processi di necrosi intracellulare sia quelli di digestione microbica extracellulare. Gli alimenti trattati in questo modo si conservano più a lungo. conservante Le tecniche di conservazione che si basano sull’impiego del calore sono essenzialmente tre: , e . cottura pastorizzazione sterilizzazione Le trasformazioni indotte dall’esposizione al calore, oltre a disinfettare il cibo, possono renderlo più appetibile o addirittura trasformare prodotti non commestibili in alimenti. Per esempio il pizzicore del rafano, che dipende dall’attività dell’enzima perossidasi, si perde non appena questo alimento viene cotto. Alcune micotossine tossiche contenute in funghi come l’  diventano commestibili se ingerite dopo la cottura. Amanita rubescens  >> pagina 398  La cottura Fin dai tempi antichi, la è stato il metodo più veloce e diffuso per disinfettare gli alimenti e dunque per conservarli un po’ più a lungo. Per eliminare i microrganismi occorre raggiungere temperature di , in modo tale da assicurare l’effetto denaturante anche sotto gli strati superficiali dell’alimento, dove i microrganismi potrebbero sfuggire all’azione battericida del calore. cottura almeno 75 °C L’arte della cottura richiede che si sappia trovare il giusto compromesso tra e utili per il nostro organismo. Per soddisfare queste condizioni, il cuoco deve saper controllare la (tempo) dell’esposizione al calore e la sua (temperatura), evitando trattamenti impropri che possono produrre sostanze tossiche, come la combustione diretta con conseguente carbonizzazione di alcune parti del cibo. disinfezione del cibo conservazione dei nutrienti durata intensità La pastorizzazione La tecnica della prende il nome dallo scienziato francese , che nella seconda metà del XIX secolo riuscì a contrastare la propagazione di alcune malattie diffondendo l’abitudine di trattare con il calore determinati alimenti crudi, come il latte, prima della loro ingestione. pastorizzazione Louis Pasteur La pastorizzazione consiste nel portare gli alimenti a temperature . Essa è utilizzata solo per alcuni (latte, birra, succhi di frutta, uova sgusciate). Questa tecnica ha il pregio di essere facilmente applicabile anche in ambito domestico e di modificare in misura minima le qualità sensoriali degli alimenti. Tuttavia, essa . Per questa ragione la pastorizzazione è spesso abbinata ad altre tecniche di conservazione. Attualmente si distinguono due principali metodi di pastorizzazione: poco superiori ai 60 °C alimenti liquidi non elimina spore, tossine termostabili e batteri termoresistenti con la l’alimento viene esposto a una temperatura di 60-65 °C per 25-30 minuti (questa tecnica è utilizzata per birra, succhi di frutta e latte destinato alla produzione di formaggi); pastorizzazione bassa con la l’alimento viene esposto a una temperatura di 75-85 °C per 15-20 secondi (questa tecnica è usata per latte fresco e uova sgusciate). pastorizzazione alta Per il latte, a livello industriale, si applica una pastorizzazione particolare denominata   ( , ossia “alta temperatura per breve tempo”), la quale prevede che l’alimento scorra attraverso piastre molto ravvicinate e calde. HTST High Temperature Short Time Louis Pasteur (1822-1895). Attrezzature per la pastorizzazione del latte in uno stabilimento caseario.  pastorizzazione bassa    pastorizzazione alta    >> pagina 399  La sterilizzazione La sterilizzazione prevede il ricorso a , tali da assicurare l’eliminazione anche delle forme biologiche resistenti al calore (come la tossina botulinica, che si denatura a 80 °C). Rispetto alla pastorizzazione, la sterilizzazione garantisce una maggiore (o ) dell’alimento, a spese tuttavia di una . Gli alimenti sottoposti a sterilizzazione vengono poi confezionati in recipienti anch’essi sterili. temperature più elevate ▶  conservabilità shelf-life maggiore perdita di sostanze nutritive Si distinguono due principali tipologie di sterilizzazione, quella e quella detta . generica UHT La (o classica) è una tecnica durante la quale l’alimento raggiunge una temperatura di 120 °C per 8 minuti. Viene utilizzata, per esempio, per sughi e minestre. sterilizzazione generica La ( ), o uperizzazione, è una tecnica specifica per ottenere latte a lunga conservazione. Nel latte viene iniettato . Questa tecnica consente di conservare il latte a temperatura ambiente per circa 3 mesi. sterilizzazione UHT Ultra High Temperature vapore acqueo a 140-150 °C per 3 secondi Conservabilità |   Shelf-life   | L’espressione   indica il periodo di tempo che, in determinate condizioni di conservazione e distribuzione, corrisponde a una diminuzione tollerabile della qualità di un alimento confezionato. Indica dunque la “vita commerciale” dell’alimento. Per la legge, è la data di scadenza o termine minimo di conservazione, purché il prodotto sia adeguatamente conservato. Siccome la conservabilità comporta spesso cambiamenti delle qualità sensoriali, al concetto di   si è aggiunto quello di   sensoriale, che indica il tempo di conservazione in cui le caratteristiche sensoriali rimangono quelle stabilite dal produttore, e dopo il quale è possibile percepire una differenza tra il prodotto conservato e quello fresco. shelf-life shelf-life shelf-life  >> pagina 400  Oltre alla pastorizzazione e alla sterilizzazione esistono altre tecniche che sfruttano il calore per aumentare la dell’alimento. Altre tecniche di conservazione che usano il calore shelf-life La prevede che l’alimento venga sottoposto alternativamente ad alte temperature per poi essere raffreddato; ciò consente la germinazione delle spore e la loro successiva eliminazione. tindalizzazione L’ è utilizzata soprattutto per i cibi conservati in scatola e prevede che gli alimenti siano sterilizzati assieme al loro contenitore in grandi autoclavi (recipienti che riescono a garantire temperature molto elevate lavorando sotto pressione). appertizzazione Un’autoclave. GUIDA ALLO STUDIO  Quali sono gli aspetti positivi e negativi della cottura (in termini igienici e nutrizionali)? 1.  Quali sono i due principali tipi di pastorizzazione? 2.  Quali sono i vantaggi e gli svantaggi legati alla sterilizzazione? 3.  Impiego del freddo   Ricorrere al per conservare il cibo è un metodo antico e molto efficace: basti pensare che fra i ghiacci della Siberia sono stati rinvenuti mammut risalenti a oltre 4000 anni fa in perfetto stato di conservazione. freddo Nell’Italia settentrionale si trovano ancora ghiacciaie antiche di secoli, costituite da ampi pozzi scavati nel terreno. Il si è diffuso a livello domestico solo a partire dalla metà del Novecento. L’industria del surgelato risale invece agli anni Trenta del secolo scorso. frigorifero Queste tecnologie innovative, applicate anche al commercio e ai mezzi di trasporto (camion, navi, treni), in seguito avrebbero permesso non solo di preservare gli alimenti fuori stagione, ma anche di smerciarli a migliaia di chilometri di distanza, dando un notevole impulso alla del cibo. globalizzazione del commercio Costi e vantaggi dell’impiego del freddo Le tecniche di conservazione degli alimenti basate sull’utilizzo del sono essenzialmente tre: la , il e la . Tutte presentano una caratteristica che non può essere trascurata: il freddo ha un . freddo refrigerazione congelamento surgelazione costo elevato Ciò che più grava sui costi (e sulla sostenibilità) della conservazione mediante basse temperature è la necessità di mantenere la fino alla vendita del prodotto. Infatti gli alimenti congelati e confezionati devono mantenere una bassa temperatura fino al momento dell’impiego. Ciò richiede sistemi di trasporto e stoccaggio specifici (celle frigorifere, camion, navi e treni frigoriferi, banchi frigo) associati a costanti controlli termici, e comporta un significativo . ▶  catena del freddo consumo di energia D’altro canto, l’utilizzo del freddo presenta l’indubbio vantaggio di inibire lo sviluppo dei microrganismi senza intaccare le proprietà nutritive. A differenza di quelle alte, le basse temperature non hanno un effetto battericida, bensì , cioè non uccidono i batteri ma ne inibiscono l’attività e la moltiplicazione. In particolare, le attività biologiche dei microrganismi rallentano, poiché diminuisce la velocità delle reazioni enzimatiche. Sotto i –20 °C, invece, la maggior parte dei microrganismi è del tutto immobile ed essi entrano in una sorta di ibernazione definita batteriostasi. Non appena la temperatura ricomincia a salire, i batteri riprendono gradualmente le loro normali attività (movimento, nutrizione, moltiplicazione). batteriostatico tra i +5 e i –20 °C Catena del freddo | |   Cold chain Per catena del freddo si intende il mantenimento di una bassa temperatura durante tutti i passaggi logistici dell’alimento da un ambiente refrigerato all’altro. Nel caso dei cibi surgelati, tale temperatura deve essere inferiore a –18 °C. Se la temperatura supera questa soglia, aumenta la possibilità che nell’alimento riprenda l’attività batterica. Spesso è proprio il consumatore finale che acquista il cibo surgelato a rompere la continuità della catena, trasportando la spesa fino a casa senza i giusti accorgimenti (per esempio l’uso di una borsa-frigo). I frigoriferi di nuova generazione consentono di raggiungere elevati standard qualitativi con una spesa energetica contenuta.  >> pagina 401  La refrigerazione Nei , insieme agli alimenti che si preferisce consumare freschi, sono conservati anche quelli a breve scadenza. Le temperature oscillano di norma intorno ai 4 °C (nei frigoriferi classici gli scomparti inferiori sono di solito leggermente più freddi), il che permette di ottenere un dello sviluppo microbico e dei processi di alterazione, senza congelamento dell’acqua nel cibo (nemmeno quando la temperatura è di 0 °C). Tramite la refrigerazione si allunga mediamente di tre volte la naturale scadenza dei cibi rispetto a quella che si avrebbe a temperatura ambiente. frigoriferi rallentamento I frigoriferi moderni sono forniti di una tecnologia che consente di mantenere un tasso di (per evitare che gli alimenti si secchino o si inumidiscano troppo) e sistemi di ricircolo dell’aria (per evitare il ristagno degli odori). umidità costante sconsigliabile porre nel frigorifero vivande appena cucinate, o comunque ancora calde, in quanto si verificherebbe un innalzamento della temperatura nel frigorifero che andrebbe a interrompere (anche se solo momentaneamente) la catena del freddo. È  >> pagina 402  Il congelamento Il congelamento si ottiene lasciando che l’alimento raggiunga in ogni suo punto una temperatura di almeno , riponendolo in un (anche domestico). In tali condizioni, a causa della solidificazione dell’acqua presente nell’alimento. Ciò comporta che l’acqua contenuta nelle cellule si trasformi lentamente in cristalli di ghiaccio, rompendo così la membrana cellulare. Quando l’alimento verrà scongelato libererà i liquidi interni con le sostanze nutritive in essi disciolte, e ciò comporterà una notevole perdita dal punto di vista nutritivo. –12 °C freezer ogni attività microbica ed enzimatica viene interrotta La surgelazione La surgelazione è un metodo di conservazione industriale che risolve i problemi del congelamento. L’alimento viene infatti (in meno di 4 ore) per raggiungere almeno i in ogni suo punto. congelato in modo ultrarapido –18 °C A questo scopo si utilizzano degli : questi strumenti risultano indispensabili, se non obbligatori, per esempio per la conservazione del pesce fresco destinato al sushi, ma vengono usati anche per abbassare rapidamente la temperatura dei piatti pronti prima di riporli in frigorifero. abbattitori Con la surgelazione, all’interno dell’alimento si formano solo , cioè cristalli di ghiaccio di piccolissime dimensioni, che non possono perforare le membrane cellulari. Il cibo surgelato è dunque al tempo stesso e . microcristalli igienicamente stabile nutrizionalmente perfetto Un moderno abbattitore.  Scongelare e ricongelare   In base alle osservazioni fatte, è facile capire perché è bene non ricongelare mai un alimento scongelato. Da una parte, infatti, lo scongelamento comporta una  , dall’altra favorisce la   presenti nell’alimento che, una volta tornati a temperatura ambiente, riprendono a moltiplicarsi. perdita delle sostanze nutritive proliferazione dei batteri Vari cicli di congelamento-scongelamento non possono che rendere un alimento sempre più povero di nutrienti e sempre più contaminato. GUIDA ALLO STUDIO  Che cosa s’intende con l’espressione “catena del freddo”? 1.  Quali accorgimenti devono essere adottati nell’organizzazione degli alimenti all’interno del frigorifero? 2.  Che differenze ci sono tra congelamento e surgelazione? 3.  Sottrazione d’acqua   In genere, più un alimento contiene acqua, più costituisce un terreno favorevole per lo sviluppo di microrganismi e dunque è soggetto a rapido deperimento; per questa ragione gli alimenti secchi, come i biscotti, se custoditi al riparo dall’umidità, si conservano molto a lungo. Ai fini della conservazione alimentare, è bene ricordare che i microrganismi non possono sfruttare per il loro sviluppo la , cioè l’insieme delle molecole di H O che avvolgono le sostanze nutritive. Solo la frazione non legata dell’acqua, o , è utilizzabile dai microrganismi: e proprio su questa frazione agiscono i più tradizionali fra i metodi di conservazione basati sulla sottrazione di acqua. frazione legata dell’acqua 2 acqua libera Esistono diverse tecniche industriali per privare gli alimenti di acqua: le principali sono la , l’ e la . Tutte assicurano una . Possono avere costi assai elevati, ma garantiscono anche buoni profitti, in quanto dei prodotti favorendone la commerciabilità e conferiscono loro una a temperatura ambiente. concentrazione essiccamento liofilizzazione perdita contenuta dei nutrienti riducono peso e volume shelf-life molto lunga  >> pagina 403  La concentrazione Con la tecnica della concentrazione si producono latte e pomodoro in tubetti, estratti di carne e soprattutto succhi di frutta. Essa può essere attuata a caldo o a freddo. Nella gran parte dell’acqua viene fatta evaporare portando il prodotto alla temperatura di 40 o 50 °C e riducendo contemporaneamente la pressione. Per quest’ultima caratteristica, la tecnica viene definita anche . concentrazione a caldo concentrazione sottovuoto La (o crioconcentrazione), più costosa di quella a caldo, viene usata per gli alimenti liquidi, in particolare i succhi di frutta. Si congela lentamente la bevanda e si rimuovono i cristalli di ghiaccio via via che si formano. In questo modo si mantengono inalterate le vitamine e gli altri nutrienti termolabili. concentrazione a freddo L’essiccamento L’essiccamento, tecnica di origini antiche, prevede di esporre gli alimenti all’azione dell’ e del intenso. In questo modo si riesce a estrarre una grande quantità d’acqua e a trasformare, per esempio, un intero merluzzo in stoccafisso. aria sole Oggi l’essiccamento con metodi naturali è molto raro, mentre è molto più frequente l’impiego di appositi macchinari, definiti . essiccatori Con questo metodo si tosta il caffè, si produce frutta secca, si fanno fioccare i cereali (nascono così i corn flakes) e si concentrano le spezie. Pur essendo un ottimo metodo di conservazione, però, l’essiccamento comporta la perdita delle contenute negli alimenti, che sono particolarmente termosensibili. vitamine A e C La liofilizzazione La liofilizzazione nel principio somiglia alla concentrazione a freddo, ma è più drastica e costosa. Si basa sulla sublimazione dell’acqua contenuta negli alimenti. L’alimento viene in una prima fase surgelato in modo ultrarapido a –30/–40 °C. Poi è riportato lentamente a 30 °C sottovuoto spinto, fino a raggiungere il punto in cui l’acqua (cioè si trasforma da ghiaccio in vapore acqueo senza passare per la fase liquida). Infine la pressione viene gradualmente riportata alla normalità. sublima La rimuove anche la frazione legata dell’acqua, e gli alimenti si trasformano in una crosta poi ridotta in . In questo modo si ottengono prodotti molto leggeri e poco ingombranti, che non hanno subito grosse perdite nutrizionali e garantiscono una lunghissima . liofilizzazione polvere shelf-life Gli alimenti per gli astronauti sono liofilizzati, perché devono conservarsi a lungo e in poco spazio, mantenendo gran parte delle loro capacità nutrizionali. GUIDA ALLO STUDIO  Quali alimenti subiscono la concentrazione? 1.  Come avviene l’essiccamento? 2.  Quali vantaggi comporta la liofilizzazione? 3.