Utilizzo della tecnologia hurdle per alimenti più sicuri e freschi

L'eccessiva lavorazione dei prodotti (ad esempio nei prodotti a base di carne) può causare perdite in termini di gusto, consistenza e, in ultima analisi, profitto. La tecnologia Hurdle (nota anche come tecniche combinate o tecnologia barriera) è uno strumento prezioso nella lotta contro l'eccessiva lavorazione. Combina diversi fattori o tecniche di conservazione per ottenere una conservazione delicata ma affidabile.

Lavorare insieme per la sicurezza alimentare

La tecnologia a barriere combina intenzionalmente tecniche di conservazione esistenti e innovative per creare una serie di fattori conservanti che i microrganismi non sono in grado di superare. Queste barriere possono includere la temperatura, Attività dell'acqua, l'acidità, il potenziale redox, i conservanti, gli organismi concorrenti, le vitamine, le sostanze nutritive e altro ancora.

Come funzionano gli ostacoli

Per prosperare e moltiplicarsi, i microrganismi devono mantenere l'omeostasi, ovvero un ambiente interno stabile ed equilibrato. Gli ostacoli cercano di disturbare uno o più meccanismi di omeostasi, causando l'inattivazione o addirittura la morte dei microbi. Gli ostacoli migliori combinano diversi meccanismi di omeostasi contemporaneamente. Questo approccio multi-target è più efficace rispetto a quello single-target e consente di utilizzare ostacoli di intensità inferiore.

La figura seguente mostra come gli ostacoli agiscono congiuntamente per limitare la crescita microbica.

La figura 1 mostra diversi esempi di processi combinati. Ciascuna delle illustrazioni indica, tramite linee tratteggiate e frecce, se i processi siano efficaci o meno nell’impedire la crescita microbica. Nel numero 3, ad esempio, la temperatura da sola non era un controllo efficace, ma Attività dell'acqua combinata Attività dell'acqua la temperatura, ha impedito la crescita dei microrganismi. Nell’esempio 4, le barriere non erano sufficienti a impedire la crescita microbica. In questo caso, sarebbe stato necessario aumentare la barriera termica ricorrendo alla refrigerazione.

Cooperazione o concorrenza

È necessario considerare anche l'effetto reciproco degli ostacoli. A volte un secondo agente semplicemente aumenta l'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, compensando parzialmente o completamente l'efficacia di uno o entrambi gli agenti. Questi effetti devono essere studiati attentamente prima di utilizzare gli agenti in combinazione.

Attività dell'acqua ostacolo

Attività dell'acqua aw) è uno dei fattori di barriera più efficaci, sia da sola che in combinazione con altri fattori di barriera. Esistono livelli specifici di attività dell'acqua al di sotto dei quali determinati microrganismi non possono crescere e un Attività dell'acqua del quale nessun microrganismo prolifera. Questi limiti di crescita microbica si applicano a ogni tipo di alimento e, di fatto, a ogni prodotto poroso.

Attività dell'acqua pH: ostacoli sinergici

Attività dell'acqua il pH agiscono in modo sinergico, consentendo di controllare la proliferazione microbica in misura impossibile da ottenere ricorrendo a uno solo di questi fattori. Questo effetto sinergico rientra nella definizione della FDA di alimenti potenzialmente pericolosi.

La tabella A può essere utilizzata per determinare se un alimento sottoposto a trattamento termico e confezionato sia un alimento potenzialmente pericoloso (PHF), un alimento non potenzialmente pericoloso (Non-PHF) o se richieda una valutazione del prodotto. L’alimento deve soddisfare i requisiti di cottura previsti dalla sezione 3-401.11 del Food Code (nessuna cottura parziale) per eliminare gli agenti patogeni vegetativi. Gli agenti patogeni sporigeni sono gli unici rischi biologici rimanenti che destano preoccupazione. L’alimento viene confezionato per impedire la ricontaminazione. Pertanto, Attività dell'acqua tollerare in tutta sicurezza valori più elevati di pH e Attività dell'acqua .

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.

Limiti di crescita microbica del pH

Come 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 è in grado di crescere in ambienti più acidi; la crescita microbica si arresta, tuttavia, a un pH pari a 5. Sebbene in passato il valore di 4,6 fosse considerato il limite per qualsiasi crescita microbica, esistono alcuni microrganismi in grado di tollerare un pH fino a 4,2.

Il pH viene spesso controllato aggiungendo acidi, come aceto, acido lattico, acido citrico o succo di frutta, direttamente al prodotto. Può anche essere ridotto aggiungendo 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 è possibile osservare come Attività dell'acqua il pH di diversi alimenti comuni interagiscano per controllare la crescita microbica. La confettura di fragole presenta Attività dell'acqua molto elevata, ma l’acido citrico fa sì che il pH sia sufficientemente basso da impedire la crescita microbica.  Anche la senape presenta un pH molto basso e un’elevata Attività dell'acqua. Questi due prodotti sono conservati grazie al pH, non Attività dell'acqua. Lo sciroppo d’acero, invece, è conservato grazie Attività dell'acqua bassa Attività dell'acqua. Lo zucchero contenuto nello sciroppo funge da umettante, mantenendo Attività dell'acqua .

La maionese presenta Attività dell'acqua molto elevata, ma l’aceto ne mantiene il pH a 4,1. Il basso pH impedisce la proliferazione microbica. Tuttavia, dato l’elevato contenuto di olio, è soggetta all’ossidazione dei lipidi. La maionese viene conservata in frigorifero non per prevenire la proliferazione microbica, ma per evitare l’irrancidimento. È interessante notare che non esiste alcuna relazione diretta tra Attività dell'acqua il pH. Quando si aggiunge acido a un prodotto per abbassarne il pH, l’impatto Attività dell'acqua è minimo.

Salsiccia fermentata: ostacoli sul lavoro

I salumi fermentati di tipo salame si conservano stabili a temperatura ambiente per lunghi periodi. Una sequenza di barriere è fondamentale nelle diverse fasi del processo di stagionatura. Le prime barriere utilizzate sono il sale e il nitrato, che inibiscono molti dei batteri presenti. Altri batteri si moltiplicano in questa fase, consumano ossigeno e provocano un calo del potenziale redox, il che inibisce gli organismi aerobici e favorisce la selezione dei batteri lattici. Questi batteri proliferano, provocano l’acidificazione del prodotto e aumentano la barriera del pH. Durante il lungo processo di stagionatura del salame, le barriere iniziali si indeboliscono. Il nitrito si esaurisce. Il numero di batteri lattici diminuisce. Il potenziale redox e il pH aumentano. Man mano che il salame si essicca, tuttavia, Attività dell'acqua la barriera principale e preserva il salame. Il processo di stagionatura deve essere gestito con attenzione nella produzione di salumi fermentati.

Un elenco sempre più lungo di ostacoli

Nel campo della conservazione degli alimenti sono stati individuati circa 50 diversi fattori di barriera. Oltre a quelli più importanti e comunemente utilizzati, quali la temperatura, il pH e Attività dell'acqua, esistono molte altre opzioni potenzialmente valide. Tra gli esempi figurano l’alta 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.

‍