Il gocciolamento: Mario Gonzalez sulla lavorazione degli alimenti ad alta pressione

Informazioni sull'ospite 

Mario Gonzalez Angulo è il responsabile delle applicazioni alimentari HPP presso Hiperbaric High Pressure Technologies, dove è specializzato nelle applicazioni di trattamento ad alta pressione (HPP) per la conservazione degli alimenti. Grazie alla profonda conoscenza di questa tecnologia all'avanguardia, Mario lavora a stretto contatto con i produttori di alimenti per ottimizzare la sicurezza, prolungare la durata di conservazione e mantenere l'integrità nutrizionale e sensoriale dei prodotti. In questo episodio ci illustra la scienza alla base dell'HPP, la sua evoluzione storica e il suo impatto trasformativo sull'industria alimentare. Dal mantenimento della freschezza del guacamole all'inattivazione degli agenti patogeni di origine alimentare, Mario fa luce sui meccanismi molecolari che rendono l'HPP un fattore di svolta nella conservazione degli alimenti.

Trascrizione

Zachary Cartwright :
Avete mai pensato di sfruttare la potenza delle profondità oceaniche per conservare i nostri alimenti? Immaginate di sottoporre i prodotti alimentari a pressioni fino a 6.000 bar o 87.000 psi, che equivalgono a quasi sei volte la profondità della fossa delle Marianne. Benvenuti alla flebo, dove manteniamo la vostra mente idratata con un po' di scienza, musica e un mantra. Sono il vostro ospite Zachary Cartwright, scienziato alimentare capo di AQUALAB by Addium. Nella puntata di oggi scopriremo come il trattamento ad alta pressione, o HPP, serva come tecnologia non termica per garantire la sicurezza degli alimenti, preservandone le qualità nutrizionali e sensoriali. Questo processo inattiva gli agenti patogeni e i microrganismi di deterioramento, consentendo la produzione di alimenti sicuri e persino lo sviluppo di nuove categorie alimentari. Il mio ospite di oggi è Mario Gonzalez, specialista di applicazioni alimentari per il trattamento ad alta pressione presso Hiperbaric in Spagna. Hiperbaric è il produttore leader mondiale di apparecchiature per il trattamento ad alta pressione per l'industria alimentare. Durante il periodo di dottorato, il suo principale argomento di ricerca è stato quello di valutare il potenziale dell'HPP nel garantire la sicurezza dell'acqua di cocco cruda.

Zachary Cartwright :
Questo gli ha permesso di approfondire i vantaggi e i limiti di questa tecnologia. Scopriamone di più insieme a Mario. Mario, grazie mille per essere qui oggi. Che cos'è esattamente il trattamento ad alta pressione?

Mario Gonzalez Angulo :
Il trattamento ad alta pressione, noto anche come HEP, è un metodo di conservazione degli alimenti non termico che utilizza acqua fredda per generare una pressione idrostatica. Questa pressione viene applicata ai prodotti alimentari nella loro confezione finale. Ciò significa che sono necessari materiali di imballaggio flessibili, elastici e impermeabili. Il livello massimo di pressione utilizzato dall'industria alimentare è di 6000 bar, o 87.000 psi se preferite. Ciò equivale a sei volte la pressione sul fondo della fossa delle Marianne, il punto più profondo dell'oceano. Questa elevata pressione idrostatica porta all'inattivazione degli agenti patogeni e dei microrganismi di deterioramento presenti negli alimenti. In realtà la pastorizzazione fa la stessa cosa, ma richiede una combinazione di tempo e temperature elevate. L'HPP raggiunge questo obiettivo, ma con una combinazione di pressione e tempo.

Mario Gonzalez Angulo :
Ciò significa che l'integrità nutrizionale e il gusto degli alimenti vengono mantenuti perché il processo avviene a basse temperature.

Zachary Cartwright :
E vedo che l'HPP è sempre più citato nell'industria alimentare. Da quanto tempo viene utilizzato nell'industria alimentare?

Mario Gonzalez Angulo :
Per quanto ne sapete, l'HVP è un processo del tutto nuovo. Direi di tornare indietro nel tempo. Il primo lavoro di ricerca sul potenziale dell'HVP per la conservazione degli alimenti è stato pubblicato nel 1899. Siamo alla fine del XIX secolo e la pastorizzazione termica era ancora agli inizi. I ricercatori hanno descritto come l'HVP prolunghi la durata di conservazione del latte crudo. Tuttavia, l'implementazione industriale dell'HVP è avvenuta in Giappone alla fine degli anni Ottanta. I Prodjump sono stati il primo prodotto HPP introdotto sul mercato, ma solo a metà degli anni Novanta. Diciamo che è stato implementato su larga scala.

Mario Gonzalez Angulo :
L'industria dell'avocado e quella della carne hanno guidato la crescita esponenziale di HCP. Nel complesso, quindi, possiamo dire che l'HCP esiste da 30 anni.

Zachary Cartwright :
E lei ha detto che vengono utilizzati diversi tipi di prodotti. Guacamole, forse carni diverse. Conosco l'HPP nel cibo per animali. In quali altri prodotti ha visto questo passaggio?

Mario Gonzalez Angulo:
Sì, l'HPP è una tecnologia molto versatile. Attualmente viene utilizzata come fase letale o post letale per il controllo dei patogeni in un'ampia gamma di prodotti. Produce frullati, carni cotte e stagionate, guacamole, come ho detto prima, salse, salsicce, piatti pronti, alimenti per l'infanzia e persino alimenti per animali domestici. Con questa tecnologia è possibile lavorare molti tipi diversi di prodotti alimentari. Questi prodotti hanno una durata di conservazione significativamente più lunga grazie all'attivazione dei microrganismi di deterioramento e degli agenti patogeni di origine alimentare. In questo modo otteniamo entrambi i risultati, durata di conservazione e sicurezza alimentare.

Zachary Cartwright:
E per tutti i diversi alimenti che ha citato, quali sono le caratteristiche di questi alimenti che determinano la capacità dell'HPP di inattivare i microrganismi?

Mario Gonzalez Angulo :
Sì. Per semplificare, prestiamo attenzione a due caratteristiche fisico-chimiche dell'alimento, che sono il pH e l'attività dell'acqua. Questi due parametri determinano il grado di inattivazione microbica. Per esempio, un'elevata attività dell'acqua è necessaria per un'efficiente trasmissione della pressione, mentre per quanto riguarda il ph, esiste una chiara sinergia tra bassi valori di ph e hvp. Ciò significa che la riduzione del log microbico sarebbe maggiore in un succo di frutta rispetto a una carne cotta, perché il ph del succo di frutta è più basso di quello del prodotto di carne cotto. Ma l'hvp è adatto a entrambi i prodotti. Cioè, solo per il ph. Ci dica l'entità di questa riduzione.

Zachary Cartwright :
E quando si tratta di attività in acqua, quale valore cercate di mantenere al di sopra in modo che sia il più efficace possibile?

Mario Gonzalez Angulo :
Sì, quindi un valore ottimale di attività dell'acqua dovrebbe essere compreso tra 0,97 e uno. E credo che siamo fortunati perché la maggior parte dei prodotti rientra in questo intervallo.

Zachary Cartwright :
Perché vi concentrate sull'attività dell'acqua e non sul valore del contenuto di umidità?

Mario Gonzalez Angulo :
Sì, perché l'attività dell'acqua ci dà più informazioni. Credo che questo parametro si riferisca alla quantità di acqua disponibile per le reazioni biochimiche. Abbiamo bisogno di acqua disponibile per la trasmissione della pressione. Abbiamo osservato che i prodotti alimentari con un'attività dell'acqua inferiore a 0,96 offrono già ai microrganismi una certa protezione contro l'Hvp. Questo perché l'acqua è necessaria per la trasmissione della pressione. Senza acqua, le interazioni molecolari all'interno dei biopolimeri, come le proteine o i fosfolipidi, rimangono stabili. Quindi le strutture biologiche dei microrganismi che contengono questi biopolimeri rimarranno stabili e intatte. Quindi la pressione non influisce su queste molecole.

Zachary Cartwright :
E forse può approfondire questo aspetto. Che cosa fa l'HPP a livello molecolare? Rompe effettivamente i legami molecolari o di cosa stiamo parlando?

Mario Gonzalez Angulo :
Più o meno. Diciamo che l'HP funziona secondo il principio di Le Chatelier. Questo principio suggerisce che quando la pressione aumenta, il sistema riduce il suo volume per contrastare il cambiamento indotto dalla pressione e ripristinare l'equilibrio. Ad esempio, la distanza di lavoro tra i legami covalenti molecolari non può più essere ridotta. Quindi la pressione non interrompe questo tipo di interazioni forti perché il volume non può cambiare. Questo è in realtà il motivo della conservazione della qualità nei prodotti alimentari, perché i composti nutritivi, i composti aromatici, sono molecole minuscole che all'interno della loro struttura hanno solo legami covalenti. D'altra parte, la pressione rompe le interazioni molecolari deboli, come quelle idrofobiche o elettrostatiche. Le proteine e i fosfolipidi sono stabilizzati da questo tipo di legami.

Mario Gonzalez Angulo :
Di conseguenza, i microrganismi vengono inattivati dall'HCP, perché il bersaglio principale dell'HVP è la membrana cellulare di questi microrganismi, dove sono presenti molte proteine e fosfolipidi.

Zachary Cartwright:
Significa che il valore biologico delle proteine e degli aminoacidi che vogliamo ancora consumare per ottenere quel valore nutrizionale, non sta perdendo quel valore in quelle proteine? È corretto?

Mario Gonzalez Angulo :
Sì, è corretto. L'interruzione di queste interazioni deboli e molecolari non è legata al valore biologico. Il valore biologico delle proteine è dato dagli aminoacidi e la struttura primaria delle proteine non viene persa, perché il legame peptidico tra gli aminoacidi è in realtà un'interazione covalente e l'HCP non rompe le interazioni covalenti. È solo la struttura tridimensionale delle proteine che viene persa con il processo.

Zachary Cartwright :
Significa che anche gli enzimi, che sono un tipo di proteina o molto importanti per la produzione alimentare, sono interessati? E se è così, questo riguarda il prodotto finale? O alla fine gli enzimi riacquisteranno la loro struttura terziaria o quaternaria e saranno in grado di funzionare?

Mario Gonzalez Angulo :
Allora, sì, gli enzimi sono proteine speciali perché catalizzano le reazioni chimiche. Come hai detto tu, la funzionalità di un enzima è legata alla sua struttura. Quindi, poiché l'HPV rompe la struttura 3D delle proteine, l'attività enzimatica ne risentirà. Tuttavia, l'HPP non inattiva completamente gli enzimi. È persino possibile, come lei ha detto, che dopo il processo queste proteine si riorganizzino e recuperino la loro struttura originale, continuando così a funzionare. Per esempio, è per questo che la polpa del succo di frutta si deposita sul fondo della bottiglia, perché non viene inattivata la pectina metil esterasi, che è l'enzima che rompe le pectine. Questo è anche il motivo per cui sono nate nuove categorie di alimenti. Si pensi alla pasta di avocado o al guacamole.

Mario Gonzalez Angulo :
Questi sono buoni esempi perché l'hvp riduce drasticamente l'attività della polifenolossidasi, che è l'enzima che causa l'imbrunimento di questi prodotti.

Zachary Cartwright :
E per quanto riguarda i microrganismi, l'HpP è in grado di eliminare tutti i microrganismi? Rende i prodotti finali completamente sterili? Alcuni microrganismi possono ancora essere presenti?

Mario Gonzalez Angulo:
No. L'HVP non è una tecnica di sterilizzazione. Per esempio, muffe e lieviti possono essere completamente inattivati, ma ci sono ancora alcune specie batteriche resistenti alla pressione che alla fine rovineranno il prodotto. Ad esempio, i batteri lattici sono abbastanza resistenti all'hvp, quindi alcune specie rimarranno in vita. Inoltre, anche le spore batteriche non vengono inattivate e questo è un problema per gli alimenti a bassa acidità. Per bassa acidità intendo alimenti con un pH inferiore a 4,6, perché ci sono alcuni esecutori patogeni che possono crescere al di sopra di questo valore di pH. Per questi prodotti alimentari sono quindi necessari ulteriori controlli. L'HP non è la soluzione per controllarli.

Zachary Cartwright :
L'HPP può far sì che alcuni microrganismi assumano la forma di spore, perché aggiunge pressione o cambia l'ambiente in modo tale che il microrganismo entri in questa modalità di sopravvivenza e poi formi una spora? Sono state condotte ricerche in merito?

Mario Gonzalez Angulo :
È una bella domanda. Non credo che ci siano ricerche che si occupano di questo, ma non credo che l'HcP forzi questa transizione tra la formazione vegetativa e quella sportiva, perché l'HP è molto veloce per un batterio a trasformarsi in spora nell'unità di tempo. Quindi penso che l'HTP stia probabilmente uccidendo i batteri rigenerativi e non stia inducendo il processo di spirulazione.

Zachary Cartwright:
Ora, lei lavora sull'applicazione della HPP a molti tipi di alimenti e applicazioni diverse. So che il suo lavoro di dottorato comprendeva anche la lavorazione ad alta pressione e che ha analizzato l'acqua di cocco cruda. Cosa può dirci della sua ricerca, dei suoi progetti e di ciò che ha scoperto?

Mario Gonzalez Angulo :
Sì, è vero. Durante il mio dottorato di ricerca, ho lavorato con l'acqua di roccia, che in realtà è a basso contenuto di acidi. Il suo ph è di circa 5,5. Questo prodotto presenta un rischio associato al batterio clostridium botulinum che forma spore. Poiché l'HVP non inattiva le spore di questo batterio, ho cercato di capire se le spore potessero crescere e produrre la neurotossina botulinica nell'acqua di cocco. È stata una sfida, perché lavorare con il Clostridium waterline richiede molta attenzione. È piuttosto pericoloso, in effetti. Tuttavia, i principali risultati del mio lavoro suggeriscono che il Clostridium botulinum fatica a crescere nell'acqua di cocco, ma il motivo rimane sconosciuto.

Mario Gonzalez Angulo :
Vorrei avere una risposta, ma non sono riuscito a individuare il motivo che impedisce alle spore di crescere nell'acqua di cocco. Molto probabilmente, credo che l'acqua di cocco manchi di alcuni nutrienti essenziali di cui il batterio ha bisogno per crescere. Ma non sono riuscito a identificare questi nutrienti. È un peccato, perché se riuscissimo a conoscere i nutrienti che mancano nell'acqua, l'industria alimentare potrebbe usarli come controllo. Quindi, finché la concentrazione di questo particolare nutriente è al di sotto di un certo livello, l'acqua di cocco sarebbe sicura, diciamo, perché il clostridium ha bisogno di una concentrazione maggiore di questo nutriente. Ma sì, è difficile da identificare.

Zachary Cartwright:
E per il futuro, quali sono i gruppi di alimenti che secondo lei hanno il maggior potenziale per iniziare a utilizzare l'HPP e che attualmente non utilizzano questa tecnologia?

Mario Gonzalez Angulo:
Sicuramente i prodotti lattiero-caseari. Non ci sono molti esempi commerciali, ma questa categoria di prodotti deve affrontare alcune sfide che l'HPP può superare. Ad esempio, la durata di conservazione di un prodotto altamente deperibile come il formaggio fresco può essere prolungata con l'HPP perché il processo viene applicato al prodotto già confezionato e quindi non c'è contaminazione incrociata dopo il processo. Inoltre, è possibile controllare listeria, salmonella ed E. Coli nei formaggi a pasta dura e semidura. In questo modo si evitano i richiami e i focolai di infezione da piede.

Zachary Cartwright :
Vede un potenziale in altri settori che potrebbero utilizzare l'HPP? So che entrambi lavoriamo nell'industria alimentare, ma ha visto altri settori come quello cosmetico o farmaceutico o altri ancora in cui pensa che potrebbe essere utile?

Mario Gonzalez Angulo :
Esiste un enorme potenziale in entrambi i settori, quello cosmetico e quello farmaceutico. L'industria cosmetica è molto interessante perché credo che siamo più preoccupati per le sostanze che vengono aggiunte ai cosmetici. Vogliamo che alcuni di questi additivi vengano eliminati dai cosmetici perché queste sostanze chimiche non sappiamo cosa facciano e la maggior parte di esse sono in realtà antimicrobici che dobbiamo inserire nei cosmetici per prevenire la crescita di muffe e batteri. Come ho detto, l'HPP viene applicato nella confezione finale del prodotto, quindi si potrebbero rimuovere questi composti antimicrobici e applicare invece l'HCP. Si tratterebbe quindi di un modo efficace per preservare il prodotto cosmetico e rimuovere questi composti chimici.

Zachary Cartwright :
La mia ultima domanda riguarda il processo. Le aziende che utilizzano la lavorazione ad alta pressione, in genere prendono il loro prodotto e lo spediscono da qualche parte o si recano in un impianto vicino per la lavorazione? O vede sempre più aziende che portano questa tecnologia in casa? Come si svolge il processo vero e proprio?

Mario Gonzalez Angulo :
Sì, entrambe le opzioni sono possibili. Dipende dal modello di business e dalle esigenze delle aziende alimentari. Alcune aziende preferiscono avere tutto sotto controllo. Altre aziende, invece, acquistano la macchina ma offrono il servizio ad altre aziende. Questo è ciò che chiamiamo lavorazione a pagamento. Questi trasformatori a pagamento non producono alimenti, ma offrono solo il servizio ad altre aziende. Questa opzione è ideale per le piccole aziende che non possono permettersi una macchina propria. La maggior parte dei trasformatori a pagamento si occupa anche della logistica per la distribuzione del prodotto.

Mario Gonzalez Angulo:
Quindi si vede che l'HPP è abbastanza accessibile in diversi modi.

Zachary Cartwright :
Ottimo. Grazie per questo. E cambiamo un po' marcia. Mario, quale raccomandazione musicale hai portato con te oggi?

Mario Gonzalez Angulo :
Beh, questa è forse una domanda difficile perché dipende dal mio stato d'animo che preferisco alcune canzoni o altre. Ma oggi mi sento a mio agio con una canzone dei Coldplay intitolata The Scientist. Ero molto giovane quando ho ascoltato questa canzone per la prima volta, e ho trovato il testo molto emotivo e profondamente significativo. Pensavo che la canzone fosse stata scritta per me, e credo che questa sia un'emozione comune a quell'età. E il fatto divertente è che diventare uno scienziato non era nemmeno nei miei piani. Ma ora, da adulta, diciamo che la canzone mi fa pensare al tempo che mi è mancato per trascorrere con le persone che amo a causa della loro dedizione alla scienza o alle associazioni di volontariato. Quindi, sì, è difficile trovare un equilibrio in questa canzone.

Zachary Cartwright :
Sì, è sempre difficile trovare un equilibrio. Ed è per questo che chiedo anche agli ospiti un mantra o un detto o qualcosa che usate per portare un po' più di equilibrio nella vostra vita. Quale mantra o citazione o detto avete portato con voi oggi?

Mario Gonzalez Angulo :
Ho in mente questo. È meglio lottare per qualcosa che vivere per la matematica. Siamo qui per uno scopo e sono convinto che la scienza sia la via per il progresso, per rendere questo mondo migliore. Invece di condurre una vita di routine in cui l'unica motivazione è riscuotere lo stipendio mensile, preferisco fissare degli obiettivi e dedicare tempo e sforzi per raggiungerli. E penso che seguire il metodo scientifico sia un bel modo di fissare gli obiettivi tenendo conto dello sviluppo sociale. Questo mi dà la motivazione. Penso che la vita di routine sia egoista perché concentrarsi solo sugli interessi personali ostacola il progresso della società.

Zachary Cartwright :
Beh, Mario, non potrei essere più d'accordo. Apprezzo la tua canzone, il tuo mantra e il tuo tempo oggi. Anch'io ho imparato molto sull'HPP, su come può essere utilizzato e sul suo potenziale. Non vediamo l'ora di tornare a trovarti prima o poi per vedere quali altri nuovi prodotti e cose hai scoperto in cui questa tecnologia può essere utilizzata e aiutare tutti i diversi tipi di industrie. Grazie mille per essere qui oggi.

Mario Gonzalez Angulo :
Grazie Zach per l'invito.

Zachary Cartwright :
L'episodio di oggi è sponsorizzato da Aqualab. In questo episodio abbiamo parlato della lavorazione ad alta pressione e di come il mantenimento di un'attività dell'acqua superiore a 0,97 sia fondamentale per il funzionamento efficace dell'HPP. Sapevate che non tutti i misuratori di attività dell'acqua sono in grado di leggere con precisione un'attività dell'acqua superiore a 0,7? Questo perché i diversi misuratori di attività dell'acqua utilizzano diversi tipi di sensori per effettuare la lettura. Mentre alcuni strumenti utilizzano metodi indiretti come i sensori elettrolitici resistivi o i sensori di capacità, altri strumenti utilizzano metodi diretti primari come i sensori del punto di rugiada e i laser a diodi sintonizzabili. Se state pensando di misurare l'attività dell'acqua dei vostri prodotti alimentari, soprattutto nell'intervallo elevato richiesto dalla lavorazione ad alta pressione, assicuratevi di utilizzare il tipo di sensore giusto per la vostra applicazione. Il link a una guida sui misuratori dell'attività dell'acqua si trova nella descrizione del podcast. La canzone consigliata per oggi è stata presentata da Rudabey Dirakshanian, responsabile del controllo qualità presso Pally Biscuits, nei Paesi Bassi. Shell canterà una poesia scritta originariamente da Mirjan Farsad che, tradotta in inglese, significa BlackBerry eyes. Ascoltiamola.

Rudabey Dirakshanian:
Koshmi shotorangin kamun sal koshmi shodasto yo simon tesha yehoshkeletu dot nabotimishki olu tamishki kisatani vaye koshmi shotobo.

Zachary Cartwright :
Per concludere questo episodio, vi proporrò un altro mantra come promemoria. Un mantra può essere una sillaba, una parola o una frase che ripetete a voi stessi per sentirvi calmi, motivarvi o esprimere qualcosa in cui credete. Il mantra di questo episodio è "Inspiro fiducia ed espiro paura". Lo ripeterò tre volte e forse potrete ripeterlo a voi stessi o anche ad alta voce. Bene, ci siamo. Inspiro fiducia ed espiro paura. Inspiro fiducia ed espiro paura. Respiro fiducia ed espiro la paura.

Zachary Cartwright :
Mentre tenete a mente questo mantra, vi sfido anche a pensare a ciò che sta funzionando bene nella vostra vita in questo momento. E come vivreste la vostra vita in modo diverso se sapeste che nessuno vi giudicherebbe? Grazie mille per aver ascoltato questo episodio. Il mio nome è Zachary Cartwright e questo è stato un altro episodio della flebo, offerto da Aqualab. Rimanete idratati e alla prossima puntata.