Applicazione di processi di impregnazione sottovuoto e qualità di vegetali minimamente trattati

Transcript

1 Applicazione di processi di impregnazione sottovuoto e qualità di vegetali minimamente trattati Paola Pittia, Lilia Neri, Letizia Di Biase, Dino Mastrocola Facoltà di Bioscienze e Tecnologie Agro-alimentari ed ambientali Università di Teramo Bolzano, 3 settembre 2014 Convegno Ager-Stayfresh Strategie innovative rispondenti ai bisogni delle imprese nel comparto degli ortofrutticoli della IV gamma

2 IMPREGNAZIONE SOTTOVUOTO (Vacuum Impregnation, VI) Tecnologia che prevede la sostituzione dei gas e/o liquidi interni in matrici porose (vegetali, carni) con una soluzione esterna attraverso l applicazione di una pressione, inferiore a quella atmosferica, per un tempo definito, ma variabile a seconda del prodotto, delle condizioni di processo e delle caratteristiche della soluzione esterna Osmotic process: scheme of mass transfer = evoluzione dei conventionali processi osmotici nei quali fenomeni diffusionali ed osmotici avvengono spontaneamente in funzione di differenze di pressione osmotica tra il prodotto e la soluzione nel quale esso è immerso Pittia et al., Bolzano 3 settembre 2014

3 IMPREGNAZIONE SOTTOVUOTO (Vacuum Impregnation, VI) I stadio: P atm Soluzione di impregnazione Effetti capillari (lenti)

4 IMPREGNAZIONE SOTTOVUOTO (Vacuum Impregnation, VI) II stadio: Patm P<Patm Soluzione di impregnazione Estrazione gas dalla porosità della matrice del vegetale

5 IMPREGNAZIONE SOTTOVUOTO (Vacuum Impregnation, VI) III stadio: P (P<Patm) costante x t (t vuoto) P<P atm Soluzione di impregnazione effetti di capillarità, limitata entrata di soluzione VI

6 IMPREGNAZIONE SOTTOVUOTO (Vacuum Impregnation, VI) IV stadio: P (P<Patm) Patm Soluzione di impregnazione Meccanismo idrodinamico (entrata soluzione impregnazione)

7 IMPREGNAZIONE SOTTOVUOTO (Vacuum Impregnation, VI) IV stadio (post): Patm Soluzione di impregnazione Fenomeni osmotici (in funzione di: composizione della soluzione di impregnazione e caratteristiche matrice vegetale)

8 IMPREGNAZIONE SOTTOVUOTO (Vacuum Impregnation, VI) Acquisto/ perdita soluti/acqua Variazione della composizione del prodotto Variazione della qualità del prodotto e della sua funzionalità tecnologica e salutistica Scelta oculata delle condizioni di processo e loro ottimizzazione per limitare i possibili danni alla matrice ed alterare la qualità del prodotto finale e la sua stabilità indotti dalla variazione di pressione

9 ASPETTI GENERALI PARAMETRI/VARIABILI DEL PROCESSO a. Materia prima (porosità, caratteristiche strutturali ) b. Processo a. Livello di vuoto b. Tempo in condizione di vuoto c. Tempo di rilassamento post-vuoto d. Cicli di vuoto (vuoto pulsato) c. Soluzione di impregnazione a. Composizione d. Pressione osmotica e. Altri fattori ambientali a. Temperatura b. Agitazione Scelta oculata delle condizioni di processo e loro ottimizzazione per limitare i possibili danni alla matrice ed alterare la qualità del prodotto finale e la sua stabilità

10 ASPETTI GENERALI PARAMETRI/VARIABILI DEL PROCESSO a. Materia prima (porosità, caratteristiche strutturali ) b. Processo a. Livello di vuoto b. Tempo in condizione di vuoto c. Tempo di rilassamento post-vuoto d. Cicli di vuoto (vuoto pulsato c. Soluzione di impregnazione a. Composizione d. Pressione osmotica e. Altri fattori ambientali a. Temperatura b. Agitazione Scelta oculata della soluzione di impregnazione per - limitare l eventuale danno da processo, - migliorare le caratteristiche qualitative - Migliorare la conservabilità

11 Obiettivo dello studio Frutta minimamente trattata: processi stabilizzazione 1. Immersione in soluzioni di acidi e/o sali 2. Film edibili (+ antiossidanti, antimicrobici) 3. Confezionamento in Atmosfere protettive 4. Trattamenti innovativi non-termici

12 Sviluppo del piano sperimentale FASE I Ottimizzazione condizioni di processo FASE II Ottimizzazione della formulazione della soluzione di impregnazione FASE III Studio delle caratteristiche qualitative durante la conservazione

13 DL* (%) FASE I: ottimizzazione parametri di processo a. Processo a. Livello di vuoto b. Tempo in condizione di vuoto c. Tempo di rilassamento post-vuoto Variazione L* t=0 e dopo 24 ore t=0 t=24 P (mbar) x 10 s P > 619 mbar (738 mbar) t vuoto >10 s (no t postvuoto) T: 20 C

14 FASE II : formulazione della soluzione di impregnazione a. Processo a. Livello di vuoto b. Tempo in condizione di vuoto c. Tempo di rilassamento post-vuoto d. Cicli di vuoto (vuoto pulsato b. Soluzione di impregnazione a. Composizione a. Zuccheri semplici: saccarosio, glucosio, sorbitolo, trealosio, maltodestrine b. Acidi: ac. Citrico, ac. Ascorbico c. Sali: NaCl, Ca Ascorbato P > 619 mbar (738 mbar) t vuoto >10 s (no t postvuoto) T: 15 C Trasferimento soluti in/out (bilancio di massa) Inibizione enzimatica Strutturanti Migliori caratteristiche qualitative (colore, consistenza) e di stabilità Limitare impatto processo

15 FORZA IN COMPRESSIONE(N) FASE II risultati : zuccheri [solute] concentration of VI solution: 15%w/v 0,2 Soluzione VI: [15% p/v] ΔM0t ΔMWt ΔMsst 0,15 0,1 0,05 0 C SORB C GLU C SAC C TRE C MAL Aumento del contenuto di soluti Mantenimento/miglioramento proprietà meccaniche SORB, SAC -0, ** *** *

16 FASE II risultati : zuccheri Soluzione VI: [15% p/v] Minore imbrunimento enzimatico Proprietà sensoriali simili/migliori fresco ACIDITA' DOLCEZZA COLORE 1,5 1,2 0,9 0,6 0,3 0 DUREZZA SUCCOSITA' F C GLU MALT SAC SOR TREA 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 Accettabilità F C GLU MALT SAC SOR TREA CROCCANTE

17 FASE II risultati : acidi Media ds F 3,83 0,03 C (acqua) 3,95 0,02 A. Citrico (AC) 3,41 0,03 A. Ascorbico (Aasc) 3,75 0,01

18 Δ sforzo taglio (% su fresco) Risultati: ruolo componenti soluzione VI: sali Soluzione VI: 15%w/v zucchero [sorbitolo o saccarosio] + sale Saccarosio Sorbitolo C SO SO+0.5%CaAs SO+1%CaAs Simili miglioramenti delle proprietà meccaniche con NaCl ( %) ma diverso effetto su ph

19 Risultati: ruolo singolo componente: zuccheri e sali SORBITOL Analisi sensoriale SUCROSE

20 CONCLUSIONI I I : PARAMETRI/VARIABILI DEL PROCESSO a. Processo a. Livello di vuoto b. Tempo in condizione di vuoto c. Tempo di rilassamento post-vuoto d. Cicli di vuoto (vuoto pulsato b. Soluzione di impregnazione a. Composizione a. Zuccheri semplici: saccarosio, glucosio, sorbitolo, trealosio, maltodestrine b. Acidi: ac. Citrico, ac. Ascorbico c. Sali: NaCl, Ca Ascorbato Migliori caratteristiche qualitative (colore, consistenza) e di stabilità Saccarosio e sorbitolo + Ascorbato di Ca

21 RISULTATI II II : STABILITA a. Cubetti mela sottoposti a VI (738 mbar, 10 s, 15 C) b. Soluzione di impregnazione: 15% zucchero + 0,05% Ascorbato Calcio Impregnazione sottovuoto: applicazioni c. Confezionamento: Buste BO PP, aria d. Conservazione: +4 C Valutazioni: Colore Proprietà meccaniche Attività enzimatica Polifenoli Attività antiossidante (in vitro) Analisi microbiologiche (Conta totale mesofili)

22 Task 3.4.3: Mass balance (t=0 d) SORBITOL SUCROSE

23 Risultati II : attività enzimatica (t=0)

24 PPM ac. Gallico Risultati II : polifenoli e attività antiossidante F C SUC+0,5%CaAs SOR+0,5%CaAs Tempo di conservazione (gg)

25 Risultati II : proprietà meccaniche e colore 7 gg conservazione

26 Risultati II : stabilità microbiologica

27 Task 3.4.3: Short term shelf-life (7 days): sensory analysis

28 CONCLUSIONI II I : PARAMETRI/VARIABILI DEL PROCESSO a. Processo a. Livello di vuoto b. Tempo in condizione di vuoto c. Tempo di rilassamento post-vuoto d. Cicli di vuoto (vuoto pulsato b. Soluzione di impregnazione a. Composizione a. Zuccheri semplici: saccarosio, glucosio, sorbitolo, trealosio, maltodestrine b. Acidi: ac. Citrico, ac. Ascorbico c. Sali: NaCl, Ca Ascorbato Migliori caratteristiche qualitative (colore, consistenza) e di stabilità Saccarosio e sorbitolo + Ascorbato di Ca

29 CONCLUSIONI II II : STABILITA a. Cubetti mela sottoposti a VI (738 mbar, 10 s, 15 C) b. Soluzione di impregnazione: 15% zucchero + 0,05% Ascorbato Calcio c. Confezionamento: Buste BO PP, aria d. Conservazione: +4 C Il processo VI permette di ottenere un prodotto minimamente trattato con peculiari proprietà qualitative e di stabilità Possibilità di sviluppo di semilavorati per prodotti formulati freschi (macedonie, gelateria, pasticceria)

30 PROSPETTIVE E SVILUPPI a. Impiego di altri componenti con proprietà stabilizzanti e/o di miglioramento qualitativo 1. Composti volatili (trans-2-esenale, esanale 7.5 ppm): risultati preliminari b. Confezionamento in atmosfera protettiva