Shelf life degli alimenti confezionati: aspetti predittivi e packaging Verona, 27 ottobre 2016

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1 Shelf life degli alimenti confezionati: aspetti predittivi e packaging Verona, 27 ottobre 2016 TEST ACCELERATI PER LA PREVISIONE DELLA SHELF LIFE: PROTOCOLLI APPLICATIVI E VALUTAZIONE DELLA LORO AFFIDABILITÀ SONIA CALLIGARIS, LARA MANZOCCO, MONICA ANESE, MARIA CRISTINA NICOLI DIPARTIMENTO DI SCIENZE AGROALIMENTARI, AMBIENTALI E ANIMALI UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI UDINE 1

2 CONTENUTI Real time SL test vs test accelerati Protocollo operativi fattori acceleranti Criticità e possibili soluzioni

3 Cambiamenti indicatore DEFINIZIONE DI SHELF LIFE La shelf life è il tempo entro il quale l alimento, in specificate condizioni di conservazione, raggiunge il limite di accettabilità relativo all evento alterativo prevalente (chimico, fisico, microbiologico) (Nicoli, 2012). L alimento è accettabile per il consumo Limite di accettabilità L alimento non è più idoneo al consumo Tempo di conservazione

4 REAL TIME SHELF LIFE TEST Piano sperimentale - Scelta dell indicatore (Chimici, Fisici, Microbiologici) - Scelta delle condizioni di conservazione (Temperatura, Luce, Umidità) - Scelta del lotto/lotti - Scelta del numero di campioni e lotto/i - Frequenza di campionamento t=0 giorno di produzione t=1 t=2 t=3 Tempo di conservazione Limite di accettabilità

5 Indice qualitativo REAL TIME: RACCOLTA DATI E CALCOLO CINETICO Tempo di conservazione C lim Cinetica di ordine zero C - C 0 = - kt Equazione di shelf life C C lim SL = 0- k

6 LN Indice qualitativo Cambiamenti dell indicatore(i) REAL TIME: RACCOLTA DATI Primo ordine Cinetica di primo ordine ln C ln C = kt Equazione di shelf life Tempo di conservazione = ln C 0 - ln k C SL lim C lim Tempo di conservazione

7 Qualità SHELF LIFE PRIMARIA E SECONDARIA Alimento confezionato Alimento dopo apertura della confezione Apertura della confezione Limite di accettabilità Shelf life secondaria Tempo di conservazione Shelf life primaria

8 STUDIO DI SHELF LIFE: TEMPI Alimenti deperibili - refrigerati Giorni/settimane Mesi/Anni Lunga conservazione Ambient stable -Surgelati

9 TEST DI INVECCHIAMENTO ACCELERATO Per prodotti con shelf-life medio-lunga può essere conveniente effettuare gli esperimenti in condizioni ambientali tali da accelerare le reazioni di alterazione

10 Velocità di reazione(k) TEST DI INVECCHIAMENTO ACCELERATO (ASLT) Dati sperimentali Condizioni di conservatione Per una corretta applicazione è necessario conoscere la relazione esistente tra la velocità di reazione ed il fattore accelerante Fattore di accelerazione (Mizharai, in «The stability and shelf-life of foods (Kilcast and Subramaniam Ed., Woodhead Pubblishing, 2000)

11 FATTORI ACCELERANTI La temperatura è il fattore ambientale accelerante principalmente utilizzato!

12 ASLT Piano sperimentale Conservazione a diverse temperature t=0 t=1 t=2 t=3 t=0 t=1 t=2 t=3 Storage time T1 Storage time t=0 t=1 t=2 t=3 T2 Storage time T3 Scegliere almeno tre temperature di conservazione

13 Punto di giallo (b*) Esempio: Cambiamenti di colore di una bevanda arancione 6 1. Calcolare la velocità di reazione C 50 C 60 C 30 C Limite di accettabilità Tempo (giorni)

14 ln (b*) CALCOLARE LA VELOCITÀ DI REAZIONE y = x R² = 0.94 y = -0,0092x + 1,6552 R2 = 0,94 y = -0,0159x + 1,6471 R2 = 0.98 y = -0,0019x + 1,6557 R 2 = C 40 C 50 C 60 C Qual è la shelf life a 20 C? Tempo (giorni)

15 TEST DI INVECCHIAMENTO ACCELERATO Non esistono modelli di conversione generali: ogni reazione alterativa in un determinato prodotto ha la sua specifica dipendenza dalla temperatura Es: 1 settimana a -7 C = 1 mese a -18 C

16 Ln k DIPENDENZA DALLA TEMPERATURA DELLA VELOCITÀ DI REAZIONE Equazione di Arrhenius k = k o e - E a RT E a ln k =- + ln k RT o m = - E a R Temperature (K -1 )

17 ln k (giorno-1) APPLICAZIONE DELL EQUAZIONE DI ARRHENIUS EQUATION C 50 C y = -9752,7x + 26,07 R² = 0, C 30 C Applicando questa equazione e conoscendo il limite di accettabilità è possibile calcolare la shelf life a 20 C /T (K) Equazione di SL SL C - C C - C o lim o lim = = E a k - T RT k o e

18 CASO STUDIO : STUDIO DI SHELF-LIFE DI BISCOTTI Identificazione dell evento alterativo prevalente Reazioni di ossidazione Scelta dell indicatore idoneo a monitorare l evento alterativo Numero di perossidi Individuazione del limite di accettabilità NPlim=20 meqo2/kg Valutazione delle cinetiche di reazione ad almeno tre diverse temperature Calcolo della shelf life

19 Peroxide value (meqo2kgoil-1) ln kpv Olio extra vergine di oliva C C Acceptability limit 30 C Storage time (days) ln k = (1/T) R² = PV SL = lim k - PV 20 C Temperature (K -1 ) Calligaris et al., JAFC,

20 Vantaggi e svantaggi ASLT Ridurre i tempi degli studi di shelf life Nota l equazione di Arrhenius per un dato prodotto, nella routine del SGQ si può utilizzare solo una temperatura per ongoing shelf life evaluation Bisogna fare attenzione delle condizioni di accelerazione da utilizzare negli ASLT