Base di conoscenza
Utilizzo della tecnologia a ostacoli per alimenti più sicuri e freschi
Lavorare meno i vostri prodotti e ottenere comunque una conservazione affidabile a lungo termine: la tecnologia hurdle offre grandi vantaggi. Ma quale degli oltre 50 ostacoli fa al caso vostro?
L'eccessiva lavorazione dei prodotti (ad esempio nei prodotti a base di carne) può causare perdite di gusto, consistenza e, in ultima analisi, di profitto. La tecnologia a ostacoli (nota anche come tecnica di combinazione o tecnologia a barriera) è uno strumento prezioso nella lotta contro la lavorazione eccessiva. Combina diversi fattori o tecniche di conservazione per ottenere una conservazione blanda ma affidabile.
Lavorare insieme per la sicurezza alimentare
La tecnologia degli ostacoli combina deliberatamente tecniche di conservazione nuove ed esistenti per stabilire una serie di fattori di conservazione che i microrganismi non sono in grado di superare. Questi ostacoli possono includere la temperatura, l'attività dell'acqua, l'acidità, il potenziale redox, i conservanti, gli organismi competitivi, le vitamine, i nutrienti e altro ancora.
Come funzionano gli ostacoli
Per prosperare e moltiplicarsi, i microrganismi devono mantenere l'omeostasi, un ambiente interno stabile ed equilibrato. Gli ostacoli cercano di disturbare uno o più meccanismi di omeostasi, causando l'inattività o addirittura la morte dei microbi. I migliori ostacoli si combinano per disturbare diversi meccanismi di omeostasi contemporaneamente. Questo approccio multitarget è più efficace di un singolo bersaglio e consente di creare ostacoli di minore intensità.
La figura seguente mostra come gli ostacoli lavorino insieme per limitare la crescita microbica.
La Figura 1 mostra diversi esempi di processi combinati. Ciascuna delle illustrazioni mostra, mediante linee tratteggiate e frecce, se i processi sono efficaci o meno nell'arrestare la crescita microbica. Nel numero 3, ad esempio, la temperatura da sola non era un controllo efficace, ma l'attività dell'acqua e la temperatura si combinavano per impedire la crescita dei microrganismi. Nell'esempio 4, gli ostacoli non erano sufficienti a impedire la crescita microbica. In questo caso, sarebbe stato necessario aumentare l'ostacolo della temperatura mediante la refrigerazione.
Cooperazione o competizione
È necessario considerare anche l'effetto degli ostacoli l'uno sull'altro. A volte un secondo agente si aggiunge semplicemente all'efficacia del primo. A volte gli agenti agiscono in modo sinergico, rendendo il loro effetto combinato ancora maggiore. Tuttavia, un agente può anche antagonizzare o influire negativamente sull'efficacia dell'altro, annullando parzialmente o completamente l'efficacia di uno o entrambi gli agenti. Questi effetti devono essere studiati attentamente prima di utilizzare gli agenti in combinazione.
L'attività idrica come ostacolo
L'attività dell'acqua (aw) è uno degli ostacoli più utili, sia da solo che in combinazione con un altro ostacolo. Esistono specifiche attività dell'acqua al di sotto delle quali alcuni microbi non possono crescere e un'attività dell'acqua al di sotto della quale nessun microbo prolifera. Questi limiti di crescita microbica si applicano a ogni tipo di alimento e, di fatto, a ogni prodotto poroso.
Attività dell'acqua e pH: ostacoli sinergici
L'attività dell'acqua e il pH agiscono in modo sinergico, consentendo di controllare la crescita microbica in misura impossibile utilizzando uno solo di questi fattori. Questo effetto sinergico fa parte della definizione di alimenti potenzialmente pericolosi data dalla FDA.
La tabella A può essere utilizzata per determinare se un alimento trattato termicamente e confezionato è un alimento potenzialmente pericoloso (PHF), non-PHF o richiede una valutazione del prodotto. Gli alimenti devono soddisfare i requisiti di cottura previsti dalla sezione 3-401.11 del Codice alimentare (nessuna cottura parziale) per eliminare i patogeni vegetativi. Gli agenti patogeni che formano spore sono gli unici pericoli biologici che destano preoccupazione. Gli alimenti sono confezionati per evitare la ricontaminazione. Pertanto, un pH e un'attività dell'acqua più elevati possono essere tollerati con sicurezza.
| valori aw | pH: 4,6 o meno | pH: >4,6-5,6 | pH: >5,6 |
|---|---|---|---|
| 0,92 o meno | Alimenti non-TCS* | Alimenti non-TCS | Alimenti non-TCS |
| 0.92-0.95 | Alimenti non-TCS | Alimenti non-TCS | PA** |
| >0.95 | Alimenti non-TCS | PA | PA |
La tabella B può essere utilizzata per determinare se un alimento non trattato termicamente o trattato termicamente ma non confezionato è PHF, Non-PHF o richiede una valutazione del prodotto. Gli alimenti non trattati termicamente possono contenere cellule vegetative e spore patogene. Gli alimenti trattati termicamente ma non confezionati possono essere ricontaminati. I valori di pH considerati nella Tabella B devono includere 4,2 perché lo Staphylococcus aureus può crescere a quel livello.
| valori aw | pH:<4.2 | pH: 4,2-4,6 | pH: >4,6-5,0 | pH: >5,0 |
|---|---|---|---|---|
| <0.88 | *Alimenti non-TCS | Alimenti non-TCS | Alimenti non-TCS | Alimenti non-TCS |
| 0.88-0.90 | Alimenti non-TCS | Alimenti non-TCS | Alimenti non-TCS | PA** |
| 0.90-0.92 | Alimenti non-TCS | Alimenti non-TCS | PA | PA |
| >0.92 | Alimenti non-TCS | PA | PA | PA |
Limiti di crescita microbica del pH
Come l'attività dell'acqua, il pH limita la crescita di specifici microrganismi in modi ben definiti. Tutti gli organismi preferiscono un pH neutro, ma la maggior parte di essi può crescere in ambienti più acidi e la maggior parte della crescita microbica si arresta a un pH di 5. Sebbene 4,6 fosse considerato il limite per la crescita microbica, esistono alcuni microrganismi che possono tollerare un pH fino a 4,2.
| Microrganismi | Minimo | Ottimale | Massimo |
|---|---|---|---|
| Clostridium perfringens | 5.5-5.8 | 7.2 | 8.9 |
| Vibrio vulnificus | 5 | 7.8 | 10.2 |
| Racillus cereus | 4.9 | 6-7 | 8.8 |
| Campylobacter spp. | 4.9 | 6.5-7.5 | 9 |
| Shigella spp. | 4.9 | 9.3 | |
| Vibrio parahaemolyticus | 4.8 | 7.8-8.6 | 11 |
| Tossina botulinica di Clostridium | 4.6 | 8.5 | |
| Crescita del Clostridium botulinum | 4.6 | 8.5 | |
| Crescita dello Staphylococcus aureus | 4 | 6-7 | 10 |
| Tossina dello Staphylococcus aureus | 4.5 | 7-8 | 9.6 |
| Escherichia coli enteroemorragico | 4.4 | 6-7 | 9 |
| Listeria monocytogenes | 4.39 | 7 | 9.4 |
| Salmonella spp | 4.21 | 7-7.5 | 9.5 |
| Yersinia enterocolitica | 4.2 | 7.2 | 9.6 |
Il pH viene spesso controllato aggiungendo acidi, come aceto, acido lattico, acido citrico o succo di frutta, direttamente al prodotto. Può anche essere ridotto con l'aggiunta di ingredienti naturalmente acidi come i pomodori o attraverso la fermentazione, che utilizza l'acido lattico prodotto da un batterio specifico per abbassare il pH e impedire la crescita di altri microrganismi.
Nella tabella seguente si può vedere come l'attività dell'acqua e il pH di diversi alimenti comuni lavorino insieme per controllare la crescita microbica. Le conserve di fragole hanno un'attività idrica molto elevata, ma l'acido citrico fa sì che il pH sia abbastanza basso da impedire la crescita microbica. Anche la senape ha un pH molto basso e un'attività idrica elevata. Questi due prodotti sono conservati in base al pH, non all'attività dell'acqua. Lo sciroppo d'acero, invece, si conserva grazie alla bassa attività dell'acqua. Lo zucchero contenuto nello sciroppo è un umettante che mantiene bassa l'attività dell'acqua.
| Tipo | Attività dell'acqua | pH |
|---|---|---|
| Conserve di fragole | 0.9874 | 3.7 |
| Senape gialla | 0.9745 | 3.6 |
| Salsa piccante | 0.9642 | 3.6 |
| Condimento italiano mediterraneo | 0.9628 | 3.8 |
| Condimento al Ranch | 0.9561 | 3.9 |
| Condimento asiatico al sesamo tostato | 0.9488 | 4.1 |
| Ketchup | 0.9440 | 3.6 |
| Maionese | 0.9393 | 4.1 |
| Condimento francese | 0.9344 | 3.4 |
| Salsa barbecue | 0.9333 | 3.8 |
La maionese ha un'attività idrica molto elevata, mentre l'aceto mantiene il suo pH a 4,1. Il pH basso significa che non favorisce la crescita microbica. Tuttavia, essendo ad alto contenuto di olio, è soggetta all'ossidazione dei lipidi. La maionese viene refrigerata non per prevenire la crescita microbica, ma l'irrancidimento. È interessante notare che non esiste una relazione diretta tra l'attività dell'acqua e il pH. Quando si aggiunge un acido a un prodotto per abbassarne il pH, l'impatto sull'attività dell'acqua è minimo.
Salsiccia fermentata: ostacoli al lavoro
Le salsicce fermentate di tipo salame sono stabili a temperatura ambiente per lunghi periodi. Una sequenza di ostacoli è importante nelle diverse fasi del processo di maturazione. I primi ostacoli sono il sale e i nitrati, che inibiscono molti dei batteri presenti. In questa fase, altri batteri si moltiplicano, consumano ossigeno e provocano un abbassamento del potenziale redox, che inibisce gli organismi aerobici e favorisce la selezione dei batteri lattici. Questi batteri proliferano, causano l'acidificazione del prodotto e aumentano l'ostacolo del pH. Durante il lungo processo di maturazione del salame, gli ostacoli iniziali si indeboliscono. I nitriti si esauriscono. Il numero di batteri lattici diminuisce. Il potenziale redox e il pH aumentano. Quando il salame si asciuga, tuttavia, l'attività dell'acqua diventa l'ostacolo principale e preserva il salame. Il processo di stagionatura deve essere gestito con attenzione quando si producono salami fermentati.
Un elenco crescente di ostacoli
Nella conservazione degli alimenti sono stati identificati circa 50 ostacoli diversi. Oltre agli ostacoli più importanti e comunemente utilizzati, come la temperatura, il pH e l'attività dell'acqua, esistono molte altre opzioni potenzialmente valide. Tra gli esempi vi sono l'altissima pressione, la mano-termo-sonicazione, l'inattivazione fotodinamica, il confezionamento in atmosfera modificata, i rivestimenti commestibili, l'etanolo, i prodotti della reazione di Maillard e le batteriocine.
