Il sottovuoto non garantisce la conservazione illimitata, bensì solo un prolungamento della vita commerciale,

Transcript

1 AGR -VET 15 - LUCIDI SOTTOVUOTO E ATMOSFERA PROTETTIVA docente Patrizia Cattaneo Riferimenti bibliografici Marenzi C., Zootecnica alimentare, maggio 1990, luglio 1990, settembre-ottobre 1990 L Enciclopedie de la Charcuterie, 1982, Ed. Soussana, Paris Meat and Meat products, Varnam & Sutherland, Chapman & Hall, 1995 (3/217, 3511) Comi G. e coll., Ingegneria Alimentare, 6, CHE COSA E LA TECNICA DEL SOTTOVUOTO Operazione che consiste nel porre il prodotto in un contenitore a tenuta, nell estrarre quanta più aria possibile e nel chiudere ermeticamente il contenitore. OBIETTIVO Prolungare la conservazione e la qualità dell alimento. Il sottovuoto non garantisce la conservazione illimitata, bensì solo un prolungamento della vita commerciale, E necessario il mantenimento a TEMPERATURA DI REFRIGERAZIONE EFFETTI DEL SOTTOVUOTO SULLA CONSERVAZIONE E QUALITA DELL ALIMENTO 1. Inibizione della proliferazione dei microrganismi aerobi, 2. protezione dell alimento da: contaminazione esterna, ossigeno atmosferico, perdite di peso/essudazione. 3. Aspetti commerciali ed economici presentazione, etichettatura, porzionatura, risparmio di tempo, mano d opera, spazi. 1

2 QUALITA DEI MATERIALI DI IMBALLAGGIO PER IL SOTTOVUOTO Resistenza meccanica, impermeabilità ai gas ed al vapore d acqua, stampabilità, buone qualità ottiche (brillantezza, trasparenza), aderenza massima al prodotto. TIPI DI MATERIALE sacchi, sacchetti, bobine TIPI DI CHIUSURE aggraffatura, saldatura DEVONO ESSERE ALTRESI NOTE PER LA SCELTA PIU ADATTA DEL MATERIALE: composizione chimica, permeabilità, modificazioni che il materiale può subire al momento dell utilizzo e secondo la destinazione del prodotto. 2

3 AZIONE DEL SOTTOVUOTO SULLA MICROFLORA DELLE CARNI azione inibitrice: particolarmente accentuata sui germi aerobi, aumento della fase di latenza, ridotta velocità di moltiplicazione, limitata densità cellulare massimale (numero germi in fase stazionaria) azione selettiva: soppressione quasi totale Pseudomonas (70% flora microbica iniziale), moltiplicazione anaerobi facoltativi, batteri lattici, in particolare dominano i lattobacilli (50-60% del totale), i lattobacilli inibiscono le Enterobacteriaceae, Brochothrix thermosphacta: nelle carni a ph elevato raggiunge il 40%, Salmonella e C. botulinum sono inibiti totalmente se sono rispettate le condizioni di refrigerazione. 3

4 INIBIZIONE DA CO 2, ACIDO LATTICO, LATTOBACILLI CO 2 Prodotta da microrganismi e da attività enzimatiche residue, Effetto inibente su microrganismi aerobi di superficie, Concentrazione efficace se concentrazione >10% (alimenti sottovuoto CO 2 > 15-30%), L effetto inibente aumenta con la diminuzione di temperatura. ACIDO LATTICO Effetto inibente su Pseudomonas, enterobatteri, Brochothrix thermosphacta, Prodotto principalmente dal metabolismo tissutale. LATTOBACILLI Quantità > 10 6 g/cm 2 inibiscono la crescita di Pseudomonas e Brochothrix thermosphacta, Ipotesi del meccanismo: per produzione di H 2 O 2, per competizione, per produzione di sostanze ad effetto antibiotico. 4

5 FATTORI CHE INFLUENZANO LA COMPOSIZIONE DELLA MICROFLORA NEL SOTTOVUOTO permeabilità a ossigeno dell imballaggio: - a ph inferiore a 5,8 l inibizione aumenta in proporzione alla diminuzione di permeabilità, - la permeabilità è più importante del grado di vuoto. ph carne: - Con carni a ph alto necessarie pellicole molto impermeabili all ossigeno, - A ph alto germi principali: Brochothrix thermosphacta, Yersinia enterocolitica, Enterobacter (Serratia) liquefaciens (odori sgradevoli), Alteromonas putrefaciens (inverdimento). temperatura di conservazione: - oltre i 5 C minore effetto inibente. tipo di tessuto carneo: - minore inibizione nei tessuti grassi per ph superiore del tessuto adiposo. 5

6 ALTERAZIONI DI ORIGINE MICROBICA DELLE CARNI SOTTOVUOTO In anaerobiosi non si vedono alterazioni apparenti anche con carica totale 10 7 ufc/g, mentre in aerobiosi l alterazione si manifesta prima del raggiungimento della densità cellulare massima. Modificazioni odore e sapore: - nella carne bovina di solito odore acido (di latte, di formaggio) che varia poi all amaro (di fegato) per accumulo di metaboliti microbici (acidi grassi volatili), principalmente da lattici su tessuto magro con conte > 10 8 ufg/g. - nella carne suina e agnello odore aspro, sapore dolciastro per lattici e B. thermosphacta. Modificazione colore: - macchie alla superficie del grasso di colore marrone-nero causate da lieviti Saccharomyces lipolytica, - inverdimento (sulfamioglobina) causato da Alteromonas putrefaciens ed enterobatteri a livelli di più frequente e precoce nelle carni a ph alto. Produzione di gas e odore all apertura senza inverdimento: H 2 S (Hafnia alvei); CO 2 (lattobacilli). Accumulo di prodotti terminali del metabolismo batterico: - acidi grassi volatili da batteri alteranti non lattici e, nella carne a ph alto, di origine non microbica; - amine biogene: considerate indicatori della durata di conservazione di una carne sottovuoto, in concentrazione elevate impartiscono odori e sapore cattivi. 6

7 COLORE SAPORE DURATA DELLA CONSERVAZIONE DELLA CARNE S.V. (IMBALLAGGIO A BASSA PERMEABILITA A O 2 ) Dipende dalla specie carnea, temperatura, tipo di pellicola e carica microbica iniziale. Esempi: Manzo: Agnello: Maiale: 4 settimane a 4-5 C 8-10 settimane a 0 C. 6 settimane a 0 C, per elevata incidenza carni a ph alto. carne contaminata da flora eterogenea e meno conservabile anche per il contenuto in grasso. 4-5 settimane a 0 C 2-3 settimane a 5 C Pollame: 4 settimane a 4 5 C 7 settimane a 1 C CARATTERISTICHE DELLE CARNI SOTTOVUOTO - la formazione di ossimioglobina è impossibile nel sottovuoto; - il colore appare rosso cupo per Mb, che prevale sullo strato superficiale di metmioglobina (spessore di 0,2 0,3 mm) favorita da pressioni di ossigeno basse, ma non uguali a zero; MetMb viene ridotta a Mb quando l ossigeno residuo è consumato dalla respirazione tissutale; - all apertura della confezione Mb passa rapidamente a MbO 2, tanto più il vuoto era spinto e la pellicola impermeabile. - nessuna variazione con conservazione perfetta, - migliore conservazione dei grassi. PERDITE DI PESO-ESSUDAZIONE - perdite inferiori se l imballaggio è ottimale, - dipendono da quantità di grasso, qualità della carne, tempi di sezionamento, grado di vuoto, tipo e rigidità del materiale. TENEREZZA e MATURAZIONE - nessuna modificazione 7

8 PRODOTTI CARNEI SOTTOVUOTO Nessun rischio da patogeni anaerobi anche se la flora deteriorante è ridotta, purchè la temperatura di conservazione sia adeguata e il procedimento di produzione sia corretto. Sono fattori di rischio: - tendenza a ridurre NaCl e nitriti, - irregolare distribuzione della salamoia, - presenza di polifosfati, - spezie e proteine non carnee (contaminazione da spore), - interruzione catena del freddo. Prodotti carnei che si adattano bene al sottovuoto: - dimensioni grandi, interi o a tranci che abbiano subito trattamenti adeguati (prosciutti cotti e crudi, arrosti, zamponi, cotechini), Prodotti meno adatti al sottovuoto: - prodotti cotti come fesa di tacchino, arista maiale, porchetta, lingua bovina, in origine più contaminati e che potrebbero aver subito insufficiente trattamento termico. Temperatura di conservazione massima 3 C. - salumi affettati perché si schiacciano e le fette si incollano. 8

9 MODI DI APPLICARE IL VUOTO La scelta di un procedimento dipende da: prodotto: - fragilità, - dimensioni, - rischi di perforamento dell imballaggio, - presenza di essudato o grasso, - destinato alla vendita diretta o al trasformatore. Unità di produzione: - Spazio disponibile, - Numero pezzi della serie, - Quantità totale da condizionare, - Variazioni di quantità nel corso dell anno, - Ampiezza della gamma di prodotti. 9

10 ADSORBITORI DI OSSIGENO Tipi e principi di funzionamento Generalmente composti da una matrice più o meno porosa che facilita la permeazione dell ossigeno libero, costituita da fibra naturale o sintetica), dal materiale assorbente e da un agente attivante (cloruro di sodio, cloruro di calcio, cloruro di ferro, carbonato di sodio ecc). L assorbente può essere ossido di ferro, che cambiando grado di ossidazione, è capace di legare definitivamente l ossigeno. In questo caso la reazione chimica provocata è la seguente: O 2 + 2H 2 O + 4 e - 4 OH - Fe OH - Fe (OH) 2 4 Fe (OH) 2 + O 2 + 2H 2 O 4 Fe (OH) 3 La velocità di assorbimento dell ossigeno dipende dalla temperatura, la reazione è esotermica e autocatalitica. La liberazione di calore non è tale da alterare l alimento. Altri assorbenti sono: 1. Derivati del glucosio 2. Idrosolfito 3. Acido ascorbico 4. Ossidi metallici (rame, cobalto) Sono nati nel 1975 in Giappone, poco usati in Europa e USA per paura che il consumatore scambi il sacchetto di AO con un sacchetto di spezie. Rispondono alla richiesta di una soluzione naturale, non essendo un additivo. Non sono direttamente a contatto con l alimento Sono efficaci non solo all atto del confezionamento, ma anche lungo tutta la vita commerciale. La capacità di assorbimento varia da 20 ml a 1L, con un tenore residuo di ossigeno < 0.1 % v/v. Possono essere usati da soli o a complemento di altre tecniche e permettono di aumentare il termine minimo di conservazione. Il loro uso è indicato anche per oli alimentari e cosmetici, per salmone affumicato, cibi ricchi di grasso, di acidi grassi polinsaturi o contenenti pro-ossidanti. 10

11 ADSORBITORI DI OSSIGENO Scopo dell impiego degli adsorbitori di ossigeno: sottrarre ossigeno prevenendo o ritardando: lo sviluppo della microflora deteriorante, l ossidazione dei grassi. Questo anche in prodotti mantenuti in atmosfera protettiva o sottovuoto, che non sempre sono sufficienti a garantire conservabilità, gusto e aspetto. Azione: adsorbire ossigeno per tutta la durata della shelf-life: ossigeno che circonda il cibo nel suo imballaggio, ossigeno disciolto nell alimento, ossigeno che penetra dall esterno ossigeno che si produce dal metabolismo batterico. Note tecniche, necessarie al successo degli adsorbitori di ossigeno: Imballaggio: permeabilità molto bassa all ossigeno (< 20 ml O 2 /m 2 /24 ore/1 atm), possibilità di libera circolazione aria interna, separazione fisica dell adsorbitore. Adsorbitore: dimensioni adeguate, non tossico, non inquinante dell ambiente. 11

12 CONFEZIONAMENTO IN ATMOSFERA PROTETTIVA Tecnica che consiste nel sottrarre l aria dal contenitore, nella sostituzione (reiniezione) dell aria con gas neutri (biossido di carbonio e /o azoto, ossigeno) e nel sigillare il contenitore. Limitatamente a sistemi di stoccaggio in grandi frigoriferi, è possibile la conservazione in ATMOSFERA CONTROLLATA, dove la composizione della miscela di gas, immessa dopo la sottrazione di aria, viene costantemente controllata e mantenuta costante. SCOPO DELLA TECNICA DELL ATMOSFERA PROTETTIVA Prolungare la conservazione del prodotto, in termini di giorni, per mezzo di una miscela di gas e per mezzo delle reazioni interne del prodotto, in regime di refrigerazione. MATERIALI PER IL CONFEZIONAMENTO IN ATMOSFERA PROTETTIVA devono essere scelti in funzione della temperatura di conservazione, perché il passaggio di gas e vapori, attraverso la struttura del materiale, dipende dalla differenza delle pressioni parziali tra le due facce (interna ed esterna), valori che sono in funzione della temperatura. Ogni gas ha il suo regime di permeazione, specifico per ogni substrato. Valore di permeabilità: E espresso in cm 3 (ml) di gas che attraversano 1 m 2 di materiale in 24 ore, alla differenza di pressione di 1 atmosfera. 12

13 TENDENZE ATTUALI DEI SISTEMI DI CONFEZIONAMENTO IN ATMOSFERA PROTETTIVA preferenza per i materiali trasparenti con visione completa del prodotto, riduzione dello spessore e della quantità di materiale, utilizzazione di film strippabili di facile apertura, film superiore stampabile (per codice, marchio, informazioni al consumatore), colori per la stampa a bassissimo contenuto di alogeni (F, Br) e di metalli pesanti (Cd, Pb, Cr), vaschette semirigide formate in linea o imballaggio flessibile, materiali mono-bistratificati facilmente riciclabili, materiali con alto valore termico specifico (PP, PE, PA, PS) per riciclo energetico, informazioni al consumatore per l eliminazione dell imballaggio. 13

14 EFFETTI DEI GAS Biossido di carbonio A concentrazioni 25-30% inibisce molte specie batteriche in modo apparentemente proporzionale alla sua concentrazione. Azione selettiva su flora batterica superficiale: Gram negativi, Pseudomonas e psicrotrofi alteranti. Prevalenza di lattobacilli e streptococchi (a temperature superiori a 3 C). B. thermosphacta: controllata solo a 1 C/0 C. Ipotesi sul meccanismo di azione: facilità di penetrazione nella cellula e interferenza nel metabolismo e sistemi enzimatici, causa abbassamento ph. A loro volta, i lattobacilli: antagonisti di patogeni e deterioranti, produzione sostanze inibenti, H 2 O 2, acido lattico, A concentrazioni superiori a 25 % può causare modificazioni del colore e un aumento di essudato, per solubilizzazione di proteine (solo problema estetico). 14

15 Azoto Gas neutro, costituisce i 4/5 dell aria. effetti non noti sui microrganismi, effetto anaerobio e previene degradazione da aerobi, rallenta crescita muffe e lieviti, rallenta l ossidazione dei grassi e dei pigmenti nitrosati, non causa abbassamento del ph. Ossigeno tossico a concentrazione alta per tutte le cellule viventi formando radicali perossidici, provoca ossigenazione di Mb a MbO 2, rosso brillante, miscele O 2 70% e CO 2 30% (nella tecnica ad alto livello di ossigeno) sono usate per rafforzare la stabilità del colore e rallentare lo sviluppo batterico, quindi mantenere le caratteristiche sensoriali principali (aspetto) fino al sezionamento. L effetto raggiunto è circa il doppio rispetto alle miscele con basso tenore di ossigeno. Il rapporto ottimale volume confezione/ contenuto è uguale a 3 : 1. le miscele a basso contenuto di ossigeno non sono adatte a carni rosse perché si decolorano rapidamente in presenza di CO 2 e bassa concentrazione di ossigeno con formazione di MetMb. 15

16 IGIENE DEI PRODOTTI IN ATMOSFERA PROTETTIVA Dipende strettamente dall insieme: azione del biossido di carbonio + temperatura 1 / + 3 C CO 2 fattore limitante per germi aerobi deterioranti temperatura: fattore limitante per patogeni C. botulinum: solo le specie non proteolitiche, specialmente il tipo E, sviluppano in ambiente refrigerato. Rischio di pericolosità per cattiva refrigerazione, specie per i prodotti ittici, anche per consumo di prodotti crudi. C. perfringens: inibito a temperatura < 6 C. Y. enterocolitica: l inibizione dipende dalla concentrazione di CO 2 : concentrazioni < 10 % stimolano lo sviluppo; concentrazioni > 40% allunga la lag fase; 100 % CO 2 causa completa inibizione. Nella pratica, a temperatura <4 C inibisce 100 % CO 2, ma anche 20% CO 2 e 80% O 2. Salmonella: sensibili a CO 2 ( a T < 7 C) ma alcuni ceppi non sono inibiti. L. monocytogenes: nelle carni rosse: nessuno sviluppo a t <4 C e 100 % CO 2. nel pollo: nessuno sviluppo a t <4 C e 75% CO 2 e 25 % N 2. Però già il 5% di O 2 causa la non inibizione. B. cereus: molto sensibile a CO 2. S. aureus: la temperatura limite di sviluppo è 5-6 C, inibiti parzialmente da CO 2. C. jejuni: miscele di CO 2 20% e O 2 80% a 4 C riducono lo sviluppo senza influenzare la sopravvivenza. Non inibiti da CO 2 nello sviluppo: ceppi di E. coli, Enterobacter spp, Proteus spp. Per stabilire corretta miscela gas: comportamento patogeni in funzione dell alimento in lavorazione, comportamento patogeni nelle varie miscele gassose. CONCLUSIONI ATMOSFERA PROTETTIVA Per avere prodotti igienicamente sicuri e conservabili: temperatura massima 3 C assenza sviluppo degli alteranti, prolungamento lag fase possibili patogeni psicrotrofi (Listera, Yersinia). CO 2 25% maggior parte prodotti. CO % per pollame. stato igienico materia prima: 16

17 conta totale < 10 5 ufc/g coliformi < 10 2 streptococchi < 10 3 rigorosa igiene di produzione, nel sezionamento e confezionamento. 17

18 APPLICAZIONI Carni fresche refrigerate: tagli disossati, carni trite (aggiunta di ossigeno per le carni rosse) Prodotti carnei affettati: prosciutti cotti (uso di CO 2 perché poco acidi e con a w alta); salami crudi stagionati (ph e a w bassi, si preferisce atmosfera costituita esclusivamente da azoto, che riduce il rischio di irrancidimento). Prodotti ittici: si riesce a prolungare la vita commerciale del pesce fresco nella grande distribuzione (secondo la specie), raddoppiando il tempo massimo di conservazione in aria (72 ore a 0 C). Si sono avuti ottimi risultati con miscele di CO 2 : azoto (rispettivamente, 30-40% e 70-60%) a 0 C. Normativa Il confezionamento delle carni fresche refrigerate è regolamentato dal Decreto ministeriale 27 gennaio 1988, n.49 Norme igienico sanitarie relative al confezionamento in atmosfera modificata delle carni fresche refrigerate Le specie carnee alle quali può essere applicata l atmosfera protettiva sono la bovina, bufalina, suina, ovina, caprina, volatili da cortile, conigli e selvaggina allevata. La carne deve essere fresca, preventivamente refrigerata, proveniente da macellazione non anteriore a sette giorni. L atmosfera modificata deve essere costituita solo da anidride carbonica, ossigeno, azoto e loro miscele aventi determinati requisiti di purezza e di composizione (vedi DM , n. 209). Il D.M. 16 marzo 1994, n.266 Regolamento concernente le norme igienico-sanitarie relative al confezionamento in atmosfera modificata di determinati prodotti alimentari non consentiva il confezionamento dei formaggi a pasta molle con periodo di maturazione o di stagionatura inferiore a 75 giorni e dei prodotti della pesca, questo per i pareri sfavorevoli dell Istituto Superiore di Sanità rispetto ai rischi igienici, ma il successivo D. M , n. 209 (Additivi) ha abrogato questa disposizione. Del D.M. 16 marzo 1994, n.266 restano solo gli articoli 4, nel quale si dice che sulle confezioni di alimenti in atmosfera modificata o sulle etichette deve essere riportata in modo chiaramente visibile la dicitura prodotto confezionato in atmosfera modificata, e l art. 5, che dice che le carni fresche restano disciplinate dal DM , n. 49. D. M. 27 febbraio 1996, n Regolamento concernente la disciplina degli additivi alimentari permessi nella preparazione per la conservazione delle sostanze alimentari in attuazione delle direttive n.94/34/ce, n.94/35/ce, n.94/36/ce, n.95/2/ce e n.95/31/ce. (e successivi aggiornamenti) Allegato IX (articolo 15, comma 1) ADDITIVI ALIMENTARI DI CUI E' GENERALMENTE AUTORIZZATO L'IMPIEGO NEI PRODOTTI ALIMENTARI NON CITATI ALL'ARTICOLO 15, COMMA 3 18

19 Note 1. Le sostanze di questo elenco possono essere aggiunte, in base al criterio "quanto basta", a tutti i prodotti alimentari ad eccezione di quelli citati all'articolo 15, comma Spiegazione dei simboli utilizzati: * Le sostanze E 290, E 938, E 939, E 941, E 942, E 948, ed E949 possono anche essere utilizzate nei prodotti alimentari citati all'articolo 15, comma 3. Le sostanze E 938, E 939, ed E 942 possono essere utilizzate anche nei prodotti di cui al D.M , n. 49.(98) Estratto della tabella N. E Denominazione E 290 Anidride carbonica * E 938 Argon * E 939 Elio * E 941 Azoto * E 942 Protossido di azoto * E 948 Ossigeno * E 949 Idrogeno*(97) (91)Voce inserita dall'art. 1, comma 1, lett. e), D.M. 30 aprile 1998, n (92)Voce aggiunta dall'art. 1, comma 1, lett. C), n. 1), D.M. 10 marzo 2000, n (93)Voce aggiunta dall'art. 1, comma 1, lett. C), n. 2), D.M. 10 marzo 2000, n (94)Voce aggiunta dall'art. 1, comma 1, lett. C), n. 3), D.M. 10 marzo 2000, n (95)Voce aggiunta dall'art. 1, comma 1, lett. C), n. 4), D.M. 10 marzo 2000, n. 183./p> (97)Voce inserita dall'art. 1, comma 1, lett. a), n. 1), D.M. 29 luglio (98)Nota modificata dall'art. 1, comma 1, lett. a), n. 1), D.M. 29 luglio