Tecnologie di preparazione

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1 Preparazione di prodotti carnei tradizionali utilizzando quantità limitate di sale e/o di additivi. Tecnologie di preparazione Pietro BALDINI, Annalisa FORTINI, Simona PALMISANO e Maria Ilaria VALENTI

2 La valorizzazione dei prodotti di carne diversi dai prosciutti può passare anche attraverso tecniche che permettano il rispetto di esigenze nutrizionali/salutistiche es.: Presenza di limitate quantità di sale nel prodotto finito; assenza (o impiego di quantità molto limitate) di alcuni additivi; controllo dei processi ossidativi.

3 Il progetto non ha affrontato i problemi direttamente connessi con l impiego di queste sostanze (es. presenza di sostanze dannose e/o di precursori di molecole pericolose), ma i punti sopra ricordati sono serviti come vincoli per la progettazione di processi produttivi

4 Quanto riportato in questa relazione è un esempio di come possono essere affrontati problemi di varia natura che hanno rilevanza sulle tecniche produttive È stato in progettato un processo, in parte nuovo, rispetto a quelli già adottati negli impianti pilota della SSICA, e si è partiti considerando il pericolo alterazioni in quanto i vincoli imposti impongono variazioni su due fattori (Aw, additivi) che influenzano la moltiplicazione di microrganismi dannosi

5 La realizzazione di questi obiettivi può essere perseguita in modi diversi; nel progetto, che aveva come riferimento i prodotti tradizionali, si è scelto di non introdurre/utilizzare processi chimici (uso di additivi, ingredienti ecc.), ma di ottimizzare i processi fisici e che non richiedano l impiego di strumentazioni/attrezzature complesse. La scelta di preparare prodotti (fiocchi, spalle, pancette, lardo), che non subiscono durante il processo variazioni significative del ph, ha determinato la scelta di utilizzare come fattori di conservazione la sola combinazione Temperatura/Aw. Come riportato nello schema 3 del diagramma ad ostacoli

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7 Prodotto con diminuzione del ph e preparato con additivi Temperatura Aw ph pot redox conservanti Stesso prodotto senza l impiego di conservanti e di agenti che possono modificare il valore del ph

8 È stato scelto di Adottare temperature di trattamento che non permettano la moltiplicazione dei microrganismi dannosi nelle condizioni del prodotto ( Aw) durante tutta la stagionatura e, conseguentemente, di eliminare la fase di fermentazione : coincidente con la stufatura/asciugamento

9 Con il progredire della stagionatura l Aw diminuisce e, conseguentemente, può essere aumentata la Temperatura Temperatura Inizio Aw metà fine

10 Per dare alla sperimentazione un orizzonte sufficientemente ampio sono stati scelti prodotti con inquinamento interno iniziale presumibilmente alto (pancetta arrotolata, spalla S.Secondo cruda) e basso (pancetta tesa, fiocco di spalla, lardo). Il controllo dei processi ossidativi è stato focalizzato sui prodotti a base di tessuti adiposi (lardo e pancetta). spalla S.Secondo:quartino disossato rimesso in forma, messo in budello, legato e stagionato L obiettivo della progettazione era l individuazione del momento in cui i prodotti possono essere posti a temperature più elevate di quelle utilizzate per la salagione e per il primo riposo. In queste fasi le temperature sono normalmente basse (1-3 C) e l Aw delle frazioni esterne è ridotta per l alta concentrazione di sale e/o la forte disidratazione

11 Per la progettazione del processo sono state utilizzate conoscenze precedentemente acquisite: teoria della diffusione (relazione precedente); curve di accrescimento di alcuni microrganismi di alterazione dei prodotti stagionati; equazioni di previsione della variazione che l Aw delle frazioni del prodotto subisce in funzione della perdita si peso e della quantità di sale aggiunta. distribuzione radiale dell Aw che, nei primi gg, è più bassa all esterno, riducendo la possibilità di moltiplicazione microbica nelle frazioni più inquinate, e, successivamente, per tempi di sosta relativamente lunghi tende ad omogeneizzarsi; Diminuzione dell Aw interna per la perdita di acqua e il procedere del processo di diffusione

12 È stato scelto un microrganismo individuato come causa di alterazione in prodotti di carne che si moltiplica a bassa T e Aw

13 condizioni limite accrescimento enterobacter agglomerans Aw 0,970 0,965 0,960 0,955 0,950 0,945 0,940 0,930 T ( C) 2,3 3,4 5,0 6,3 7,7 9,

14 Come previsione dell Aw è stata scelta l equazione seguente Aw=((NaCl%/H2O%*(-0.556))+0.997)*Fc Fc = fattore relativo alla carne che varia da (carne fresca) a (prodotto fine riposo) a per i prodotti fine stagionatura

15 distribuzione radiale dell Aw variazione di Sale e Aw stagionatura coppe fase frazione media sale % Aw esterna sale % Aw fine salagione/5 gg fine riposo 60 gg fine stag. (246 gg) interna sale % Aw 2,97 0,953 0,65 0,975 0,09 0,982 2,13 0,967 2,07 0,963 1,69 0,962 3,32 0,920 2,28 0,919 4,22 0,921

16 Per attuare una progettazione sono stati scelti alcuni parametri dei prodotti finiti: quantità di sale nella frazione magra inferiore uguale al 3.5% per prodotti con calo peso uguale al 35% Lo scopo del progetto non era quello di preparare prodotti con caratteristiche ottimali, ma di individuare dei percorsi fattibili e ottimizzabili in realtà diverse. È importante ricordare che i processi devono esser validati in relazione ad altri pericoli specifici in questo caso l obiettivo era verificare se partendo da un dato oggettivo si poteva costruire una tecnica idonea ad ottenere prodotti con caratteristiche chimico fisiche definite

17 È fondamentale conoscere l evoluzione dei fattori di conservazione utilizzati, 2. la T interna del prodotto è prossima alla media della temperatura ambiente (calcolata in un intervallo di tempo definito es. un giorno); 3. l evoluzione dell Aw dipende dalla variazione del rapporto sale/acqua nelle diverse frazioni del prodotto Come osservato nelle coppe l Aw delle diverse frazioni tende ad uniformarsi dopo un certo periodo (processo di diffusione) In questa condizione possiamo, con buona approssimazione, considerare il prodotto come sufficientemente omogeneo

18 La quantità di sale nella frazione magra del prodotto è uguale alla quantità aggiunta diminuita della quantità non assorbita e moltiplicata per un fattore che tiene conto della perdita di peso Nella previsione dell evoluzione dell Aw dei prodotti salati a secco (scelti in questa prima fase) un parametro da conoscere è, quindi, la quantità di sale che non viene assorbita o, in altri termini, un coefficiente di assorbimento definito come rapporto fra sale assorbito e sale aggiunto diminuito della quantità residua

19 Poiché i dati tecnologici misurati (calo peso) si riferiscono al prodotto intero mentre per la determinazione della quantità di sale si analizza normalmente la sola frazione muscolare è opportuno introdurre un fattore correttivo che consideri la quantità di grasso di copertura (che dipende anche dalle modalità di rifilatura)

20 Nelle salagioni a secco la quantità di sale non assorbito dipende dalle condizioni termoigrometriche; in teoria ed in prove effettuate su prosciutti stagionati le condizioni di miglior assorbimento si hanno se si mantengono per tempi molto lunghi condizioni di equilibrio fa UR ambiente e Aw della soluzione satura di sale (0.75). In queste condizioni la quantità di sale assorbita può arrivare fino all 80% della quantità aggiunta (coefficiente assorbimento =0.8)

21 Per impostare le prove di salagione si è partiti da questo dato e dai vincoli imposti al progetto (calo peso e quantità desiderata di sale nel prodotto finito) Per semplicità di modello si è scelto di iniziare con i fiocchi di spalla Con una serie di semplici calcoli si può definire la quantità di sale che dovrebbe essere aggiunta per ottenere gli obiettivi prefissati

22 % sale calo prodotto previsto finito grasso 3,5 3,5 3, quantità % quantità di sale assorbim di sale nel ento aggiunta fresco 15 1,93 0,8 2, ,75 0,8 2, ,40 0,8 1,75 3,5 3,5 3, ,93 1,75 1,40 0,7 0,7 0,7 2,75 2,50 2,00 3,5 3,5 3, ,10 1,93 1,58 0,8 0,8 0,8 2,63 2,41 1,97 3,5 3,5 3, ,10 1,93 1,58 0,7 0,7 0,7 3,00 2,75 2,25

23 Adottando i sistemi di calcolo ricordati precedentemente è possibile, conoscendo le caratteristiche di partenza (sale e umidità) ed il calo peso, avere una stima sufficientemente corretta dell Aw durante il riposo e, quindi, decidere quando passare il prodotto in condizione di Temperatura più permissive.

24 Calcolo Aw in funzione del calo peso per fiocchi di spalla grasso =15% sale assorbito durante la salagione = 1,75% calo % % sale frazione magra ,06 2,29 2,42 2,58 2,75 2,94 3,17 3,43 4,12 % umidità Aw frazione calcolata magra 68,00 64,44 62,35 60,00 57,33 54,29 50,77 46,67 36,00 0,970 0,967 0,966 0,963 0,961 0,957 0,953 0,947 0,924

25 I dati teorici devono essere confermati per cui sono state impostate tre prove: la prima con quantità di sale variabile per verificare la % di assorbimento; e le altre due con quantità di sale pesata e tale da permettere il rispetto delle condizioni previste. Per i fiocchi la sosta in condizioni non permissive (freddo) è stata protratta per 60 e 90 gg; in tutti i casi la salagione è stata effettuata a secco

26 condizioni termoigrometriche della fase di salagione per le tre prime prove dei fiocchi di spalla sigla giorni T media UR media tempo tempo UR media ( C) (%) rinvenim disidrata durante ento zione disidrata (min) (min) zione csp ,91 75,98 93,05 574,21 75,42 csp02 7 0,93 76,69 126, ,80 76,11 csp01 8 1,92 74,59 61,27 74,18 283,66

27 Se la quantità di sale aggiunta è relativamente alta alla fine della salagione sul prodotto rimane una certa quantità di sale che permette di calcolare la quantità di sale teoricamente assorbita (sale aggiunto-sale residuo) prova cps01 cps02 cps03 sale sale determinato sale teoricam analiticamente, aggiunto ente riferito al assorbito prodotto fresco 3,40 2,40 2,35 2,42 2,18 2,00 2,21 2,07 1,75 sale calcolato con calo =35% 3,43 3,07 2,69 sale calcolato coefficiente con calo assorbimento =45% 4,06 3,63 3,17 91,10 91,70 84,44

28 Variazione di UR% e T durante la salagione della terza prova ,5 1 0,5 0 minuti

29 condizioni di temperatura adottate nella terza prova di stagionatura fiocchi fase giorni stagionatura 3 stagionatura 2 stagionatura 1 riposo 3 riposo 2 riposo 1 salagione 1 sosta carne refrigerata T Media ( C) 15,57 15,62 14,40 4,51 3,89 2,98 1,91 0,87

30 Le prove effettuate hanno permesso di verificare: Il raggiungimento delle condizioni di Aw desiderate (valore e uniformità di distribuzione a 90 gg di salagione/riposo); Che l assorbimento del sale è molto variabile in condizioni di salagione non omogenee(quantità di sale aggiunto variabile); Che le tecniche di salagione a UR costante e prossima all Aw della soluzione satura di sale permettono di ottenere un coefficiente di assorbimento elevato (>80%) I dati analitici costituiscono oggetto dell ultima parte della relazione

31 Le sperimentazioni sono state condotte considerando solo i fattori Temperatura ed Aw, se si introducono altri fattori quali la presenza di additivi e/o gli effetti di bioprotezione di alcuni microrganismi i valori di Aw limite potrebbero essere più elevati, ma i dati andrebbero approfonditi.

32 Per le prove con le spalle di S.Secondo date le caratteristiche morfologiche e di inquinamento si è preferito, inizialmente e per ridurre il rischio microbiologico, aggiungere una quantità di sale sufficiente per coprire tutte le superfici muscolari e controllare la quantità di sale assorbito modificando il numero di giorni di salagione.

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35 La fase di salagione è stata suddivisa in due: una prima durante la quale i fasci muscolari erano coperti di sale; ed una seconda successiva ad una rimozione meccanica del sale residuo. La difficoltà di ottenere prodotti con quantità di sale rispondenti al progetto ha indotto a passare a salagioni a sale pesato.

36 Numero giorni/ore di salagione a sale saturo e quantità di sale nel prodotto finito prove spalla S.Secondo con salatura a sale saturo prova tempo tempo sale % sale % sale % sale salagio contatt aggiun riferito a calo a calo ne (gg) o sale to fresco 35% 45% (gg) S2 S3 S4 S ,8 0,3 6,82 8,56 7,27 10,5 3,13 3,70 3,75 3,36 4,00 5,70 5,77 5,18 5,25 7,48 7,58 6,80 prove spalla S.Secondo con salatura a sale pesato C C ,28 2,4 3,00 2,08 4,48 3,20 4,98 4,21 coefficien te assorbim ento 91,33 89,75

37 Tecnologia tipo Spalla S.Secondo fase stagionatura 2 stagionatura 1 riposo 2 pressatura riposo 1 salagione 1 giorni fase T Media calo peso% ,25 13,55 3,43 2,38 1,60 1,38 45,48 32,08 24,05 6,71 2,77

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39 Secondo l impostazione data è importante il controllo delle temperature fino al raggiungimento di valori appropriati di Aw (o di calo peso) le temperature di stagionatura possono essere le più diverse in funzione del tipo di lavorazione adottata (al naturale, in ambiente condizionato ecc.) Le caratteristiche del prodotto richiedono, se le quantità di sale devono essere modeste, tempi di stagionatura e cali peso molto alti e superiori alle previsioni; è inoltre da ricordare che la sensazione di salato di questi prodotti è diversa dal prosciutto

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42 La quantità di sale nel prodotto finito, troppo elevata, richiede un riesame di alcuni parametri (calo peso prodotto finito e coefficiente di assorbimento) utilizzati per il calcolo della quantità di sale da impiegare nella salagione. Per ottenere i risultati desiderati (% di sale nel prodotto finito <3.5% anche in presenza di cali compresi fra il 45 ed il50%) è possibile modificare la quantità di sale aggiunto o il regime termoigrometrico, aumentando l UR. Quest ultima soluzione deve esser valutata con attenzione per non diminuire l uniformità produttiva a fronte di materie prime non omogenee. La modifica della quantità di sale impiegato nella salagione può essere calcolata utilizzando lo stesso algoritmo già citato (i dati sono riportati nella tabella seguente)

43 % sale calo prodotto previsto finito grasso 3,5 3,5 3, quantità % quantità di sale assorbim di sale nel ento aggiunta fresco 15 1,93 0,8 2, ,23 0,9 1, ,40 0,8 1,75 3,5 3,5 3, ,93 1,75 1,40 0,7 0,7 0,7 2,75 2,50 2,00 3,5 3,5 3, ,10 1,40 1,58 0,8 0,9 0,8 2,63 1,56 1,97 3,5 3,5 3, ,10 1,93 1,58 0,7 0,7 0,7 3,00 2,75 2,25

44 Per le pancette è stata scelta la tecnica a sale pesato: Quantità di sale aggiunta=2.3 per le pancette arrotolate e 2.1 per le pancette tese La limitata quantità di magro permette di ottenere, alla fine della salagione, nella parte muscolare a diretto contatto con il sale, una Aw sufficientemente bassa. Poiché si registra una certa disomogeneità all interno dello stesso lotto si è considerato utile, per prodotti poco salati, introdurre una fase di riposo che permetta una. buona distribuzione del sale ed una ulteriore diminuzione dell Aw; necessaria in quanto non è possibile escludere un importante inquinamento della frazione che da esterna passa ad interna dopo formatura/insacco

45 È stata adottata una tecnica che prevedeva una fase fredda (salagione e riposo) della durata di 60gg, con una perdita di peso molto variabile (diversa quantità di grasso) ed oscillante fra il 7% ed il 13% e l Aw alla fine del riposo era sempre inferiore a 0.96

46 La tecnologia adottata è stata la seguente condizioni termoigrometriche e quantità sale aggiunta Sale aggiunto sigla giorni fase T Media ( C) UR Media (%) pancette pancette arrotolate tese pa03 5 1,92 80,43 2,3 2,1 pa02 5 2,01 76,60 2,3 2,1 pa ,20 76,88 2,4 2,4 prova pa3 pa2 pa1 calo peso mesi stagionatura 20,1 16,5 22,5 9,2 11,5 11,3 NaCl fine stag 2,67 2,12 3,67

47 Pancette arrotolate condizioni termoigrometriche di stagionatura fase stagionatura 2 stagionatura 1 riposo 3 riposo 2 riposo 1 salagione 1 giorni fase T Media ( C) 15,20 11,97 4,13 3,23 2,60 2,01 UR Media (%) 84,94 81,61 88,43 89,07 65,59 76,60

48 Per le pancette tese non è stato ritenuto necessario adottare alcun periodo di riposo in quanto l inquinamento è stato ritenuto solo superficiale e l Aw in questa frazione è mantenuta sempre bassa adottando valori opportuni di UR, necessari anche per evitare la proliferazione fungina.

49 condizioni termoigrometriche pancette tese sigla pa02 pa02 fase stagionatura 1 salagione 1 giorni fase T Media ( C) UR Media (%) ,76 2,01 65,58 76,60

50 Le prove sono state estese ad un prodotto con un inquinamento iniziale generalmente superiore (salame) Per programmare una tecnologia che risponda agli scopi è stato seguito lo stesso approccio dei prodotti precedenti: in questo caso la quantità di sale del prodotto fresco è conosciuta mentre la determinazione della quantità di acqua richiede una stima, possibile solo in alcune condizioni, o una determinazione analitica.

51 .Per il calcolo dell Aw è sempre stato adottato l algoritmo utilizzato per gli altri prodotti considerando il fattore proprio della carne, per il prodotto in condizioni di temperatura non permissiva, pari a Le tecniche sono state impostate di conseguenza con la sola attenzione di un controllo, rispetto alle tecniche a temperature più alte, più attento dell UR in quanto a bassa temperatura il coefficiente di diffusione è relativamente basso e questo richiede condizioni di disidratazione (UR e Ventilazione) modeste. Questo richiede anche una ottimizzazione della popolazione fungina superficiale (es. utilizzo di muffe starter se le condizioni ambientali lo richiedono)

52 Sono state condotte alcune prove con prodotti insaccati in budelli naturali di dimensione e permeabilità diversa (gentili nazionali ed esteri) ricetta di base adottata nella preparazione dei salami componenti carnee trito banco trito prosciutto pancetta % grasso % (valore analitico) 15 ingredienti comuni sale pepe aglio vino 1,80 0,10 0,01 0,50

53 altri ingredienti, additivi e colture starter livello a 0,1 150 livello b 0 0 lattobacilli e micrococchi commerciali si no macrococco si no saccarosio/miele (%) nitrato potassio (ppm) budelli gentile nazionale gentile estero

54 condizioni termoigrometriche stagionatura salami in budello gentile nazionale Aw iniziale=0,971 fase sosta carne refrigerata sosta impasto refrigerata stagionatura fredda 1 stagionatura fredda 2 stagionatura fredda 3 stagionatura 1 stagionatura 2 cantina giorni fase giorni totali T Media ( C) UR Media (%) 2 0,27 78,27 3 1,44 86, ,68 89, ,48 89, ,02 89, ,56 90, ,84 88, calo % Aw teorica 23,01 36,54 38,25 44,12 46,45 0,962 0,949 0,947 0,934 0,926

55 ricette salami in budello gentile estero impasto macro cocco sacca rosio si si no si 0,1 0,1 ingredienti comuni compone % nte sale 1,8 pepe aglio vino 0,1 0,01 0,5 miele 0,1 0,1 gg sosta carne % calo carne ,40 6,76 5,52 2,53

56 condizioni termoigrometriche stagionatura salami in budello gentile estero Aw iniziale=0,971 fase sosta impasto refrigerata stagionatura fredda 1 stagionatura fredda 2 stagionatura fredda 3 stagionatura 1 giorni fase giorni totali T Media ( C) UR Media calo % (%) ,03 72, ,89 83,71 24, ,77 94,71 32, ,52 91,77 37, ,84 88,96 46,24 Aw teorica 0,961 0,954 0,948 0,927

57 I dati delle tabelle precedenti rispettano le impostazioni iniziali (ridotta importanza del fattore di conservazione ph, presenza di microrganismi di alterazione particolarmente resistenti) e si adattano a impasti relativamente magri e con quantità di sale limitata. In situazioni diverse i cali e, conseguentemente, i tempi di riposo possono essere ridotti, ma rimane fondamentale il concetto di progettazione della tecnologia.

58 ph variazione ph salami (gentile estero) preparati con saccarosio 5,9 5,8 5,7 5,6 5,5 5,4 5, giorni

59 Nel controllo dei processi ossidativi si è focalizzata l attenzione sui prodotti salati a secco (non in salamoia o in vasca) : in questi il contatto prolungato con l aria determina un aumento dei metaboliti derivanti dall ossidazione e la reazione è facilitata dalla presenza di acidi grassi liberi, derivanti dal normale processo di idrolisi dei trigliceridi. Per quanto concerne il lardo è stata esplorata la possibilità di: adottare un primo periodo (60. 90gg) di lenta disidratazione durante il quale i prodotti erano lasciati a contatto con l aria; terminare la maturazione in assenza di ossigeno (confezionamento in azoto per evitare una compressione dei tessuti che si avrebbe confezionando sotto vuoto)

60 composizione miscela salagione lardo componente % pepe polvere 3 timo 4 salvia 1 rosmarino 3 sale 89 miscela utilizzata = 2,3% sale teoricamente assorbito =1,3 condizioni temoigrometriche maturazione lardo fase salagione a secco riposo confezionamento in azoto giorni fase T Media ( C) UR Media (%) ,90 83, ,98 nd