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Conservazione degli alimenti (2): i metodi chimici e biologici

Conservare un alimento significa rallentare i processi che possono modificarne sicurezza, qualità e caratteristiche nel tempo. Nella produzione alimentare raramente tutto dipende da un solo metodo. Temperatura, disponibilità di acqua, acidità, presenza di ossigeno e confezionamento possono agire insieme, creando condizioni meno favorevoli alla crescita dei microrganismi e alle trasformazioni del prodotto.
Nel primo articolo di questa serie (leggilo qui) abbiamo visto come i metodi fisici intervengano attraverso il caldo, il freddo, la riduzione dell’acqua disponibile o il controllo dell’atmosfera che circonda l’alimento. Ma esistono altre possibilità. Sale, zucchero e acidi vengono utilizzati da secoli; i conservanti moderni permettono di intervenire su fenomeni specifici; in altri casi sono gli stessi microrganismi, attraverso la fermentazione o le colture protettive, a contribuire alla conservazione.
La distinzione tra metodi fisici, chimici e biologici è utile per comprenderli, ma i confini non sono sempre netti. Il sale, per esempio, è una sostanza aggiunta all’alimento, ma una parte importante della sua efficacia deriva dalla capacità di ridurre l’acqua disponibile per i microrganismi. Più che una singola tecnica – quindi – conta il modo in cui le diverse barriere vengono combinate.

Sale, zucchero e acidità: cambiare l’ambiente dell’alimento

Molto prima della refrigerazione industriale e della microbiologia, l’uomo aveva già imparato che alcuni alimenti duravano più a lungo se salati, immersi in salamoia, zuccherati, acidificati o fermentati. Non se ne conoscevano ancora i meccanismi, ma il principio era corretto: modificare l’ambiente nel quale i microrganismi devono vivere può rendere più difficile la loro crescita. Sale e zucchero agiscono in buona parte sull’acqua disponibile. Ai microrganismi non interessa soltanto quanta acqua contiene un prodotto, ma quanta ne possono utilizzare. Sciogliendo elevate quantità di sale o zucchero si lega una parte dell’acqua presente nell’alimento e se ne riduce l’attività. In questo modo le condizioni diventano meno favorevoli alla crescita di molti batteri, lieviti e muffe.

È il principio che troviamo, con applicazioni molto diverse, nella salagione e nelle salamoie, ma anche nelle confetture, negli sciroppi e nei prodotti conservati con alte concentrazioni di zucchero. Questo non significa che sale e zucchero abbiano un effetto identico su tutti i microrganismi o che basti aggiungerne una certa quantità per rendere un alimento sicuro. Alcune specie tollerano condizioni nelle quali altre non riescono più a svilupparsi, mentre la concentrazione necessaria dipende dal prodotto e dal processo.

Un’altra strada consiste nel modificare l’acidità. Il pH misura quanto un ambiente è acido o alcalino e rappresenta uno dei fattori che condizionano la capacità dei microrganismi di crescere. Molti batteri responsabili del deterioramento o di rischi per la sicurezza hanno difficoltà a svilupparsi quando il pH scende, anche se esistono lieviti, muffe e batteri capaci di tollerare ambienti acidi. L’acidità può essere ottenuta aggiungendo direttamente acidi alimentari, come avviene in molti prodotti acidificati, oppure può essere il risultato di un processo biologico. Nelle fermentazioni lattiche, per esempio, determinati microrganismi trasformano gli zuccheri e producono acido lattico. L’ambiente diventa progressivamente più acido e meno favorevole a numerosi organismi indesiderati. È uno dei motivi per cui la fermentazione ha rappresentato per secoli anche uno strumento di conservazione.

Anche l’alcol può contribuire allo stesso scopo. In concentrazioni adeguate interferisce con la crescita di molti microrganismi ed è uno degli elementi che favoriscono la stabilità di prodotti come vino, liquori e conserve sotto spirito. Ma anche in questo caso il risultato dipende dalla concentrazione, dal tipo di alimento e dall’azione contemporanea di altri fattori.

Come funzionano conservanti e antiossidanti

Nel linguaggio comune la parola conservante viene spesso utilizzata per indicare quasi qualsiasi sostanza aggiunta a un alimento per farlo durare più a lungo. Dal punto di vista tecnico le funzioni sono invece diverse. La normativa europea definisce conservanti le sostanze che prolungano la durata degli alimenti proteggendoli dal deterioramento provocato dai microrganismi o dalla proliferazione di organismi patogeni. Gli antiossidanti contrastano un fenomeno differente: l’ossidazione. Possono limitare, per esempio, l’irrancidimento dei grassi o alcune variazioni di colore. In entrambi i casi la durata del prodotto può aumentare, ma attraverso meccanismi diversi.

Tra i conservanti troviamo famiglie di sostanze con applicazioni specifiche. Sorbati e benzoati, per esempio, sono utilizzati in determinate categorie di alimenti soprattutto per contrastare lieviti e muffe. Nitrati e nitriti trovano impiego autorizzato in alcuni prodotti, tra cui diverse preparazioni a base di carne. I solfiti possono essere utilizzati, entro le condizioni previste, in prodotti come vino, frutta essiccata e altre categorie alimentari. Non esiste però un conservante adatto a qualsiasi alimento. L’efficacia può dipendere dal pH, dalla quantità utilizzata, dalla temperatura, dalla composizione del prodotto e dai microrganismi che si vogliono controllare. Anche per questo l’impiego degli additivi è inserito in un quadro preciso di autorizzazioni e condizioni d’uso.

Nell’Unione europea un additivo può essere utilizzato soltanto se autorizzato per quella categoria di alimento e alle condizioni stabilite dalla normativa. La valutazione considera la sicurezza alle dosi previste, la necessità tecnologica e il fatto che l’impiego non debba indurre il consumatore in errore. Il riferimento generale è il regolamento europeo 1333 del 2008 e i successivi aggiornamenti. Anche la lettera E seguita da un numero è spesso interpretata in modo sbagliato. Non indica che una sostanza sia necessariamente artificiale. È il codice con cui l’Unione europea identifica un additivo autorizzato. Alcune sostanze utilizzate come additivi sono presenti anche in natura: l’acido ascorbico, cioè la vitamina C, è per esempio identificato come E 300 quando viene impiegato con funzione di additivo.

Quando a conservare sono i microrganismi

Può sembrare un paradosso: per limitare la crescita di microrganismi indesiderati possiamo utilizzare altri microrganismi. È quello che l’uomo fa da molto tempo attraverso le fermentazioni, anche se per secoli il processo è avvenuto senza conoscerne le cause. Durante una fermentazione, determinati batteri, lieviti o muffe trasformano alcune sostanze presenti nell’alimento. Possono produrre acidi, alcol, anidride carbonica e numerosi altri composti. Il risultato non riguarda soltanto la conservazione: cambiano sapore, profumo, consistenza e identità stessa dell’alimento. Yogurt, formaggi, pane, vino, birra e verdure fermentate esistono proprio grazie all’attività dei microrganismi.In molti casi, però, queste trasformazioni hanno anche un effetto protettivo. La produzione di acidi può abbassare il pH, quella di alcol può rendere l’ambiente meno favorevole ad alcuni organismi e la presenza di una popolazione microbica dominante può ostacolare la crescita di specie indesiderate. Non tutte le fermentazioni garantiscono da sole la sicurezza di un alimento, ma possono costituire una delle barriere su cui si basa la sua conservazione.

Nella produzione moderna il processo può essere guidato attraverso colture starter: microrganismi selezionati e aggiunti per avviare e controllare una fermentazione con caratteristiche più prevedibili. In questo modo si cerca di ottenere con maggiore regolarità il risultato desiderato, sia sul piano sensoriale sia su quello tecnologico. Accanto alle colture starter si è sviluppato il concetto di coltura protettiva. In questo caso il ruolo dei microrganismi è legato in modo specifico alla capacità di contrastare organismi che potrebbero deteriorare l’alimento o rappresentare un rischio. È uno degli strumenti della bioconservazione, un campo che utilizza microrganismi o sostanze da essi prodotte per contribuire alla sicurezza e alla durata degli alimenti.
Tra queste sostanze ci sono le batteriocine, molecole prodotte da alcuni batteri e capaci di ostacolare altri batteri. Una delle più conosciute è la nisina, prodotta da alcuni batteri lattici e utilizzata come conservante alimentare in specifiche applicazioni. Le colture protettive e le batteriocine sono studiate da anni e rappresentano un settore importante della ricerca sulla bioconservazione, anche in relazione alla possibilità di combinare più barriere senza ricorrere a trattamenti eccessivamente intensi.

Fisico, chimico e biologico restano categorie utili per spiegare i diversi strumenti disponibili. L’alimento reale, però, non conosce queste divisioni. Ogni prodotto è un sistema nel quale acqua, temperatura, acidità, ossigeno, ingredienti, microrganismi e confezionamento interagiscono. Per questo conservare non significa applicare il trattamento più forte possibile o aggiungere una sostanza in più. Significa conoscere il prodotto, capire quali trasformazioni possono avvenire nel tempo e costruire una combinazione di barriere capace di controllarle, mantenendo sicurezza e qualità.

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