Conservazione degli alimenti (1): i metodi fisici

Conservare un alimento significa rallentare i processi che possono modificarne sicurezza, qualità e caratteristiche nel tempo. Nella produzione alimentare, però, 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. Le tecniche disponibili sono numerose e possono essere ricondotte, con qualche semplificazione, a metodi fisici, chimici e biologici. Tra i primi troviamo alcuni dei sistemi di conservazione più conosciuti, dal freddo ai trattamenti termici, dall’essiccazione al sottovuoto. Metodi molto diversi tra loro, accomunati dalla possibilità di intervenire sull’ambiente nel quale microrganismi, enzimi e reazioni chimiche riescono ad agire.

Caldo e freddo: conservare controllando la temperatura

Mettere un alimento in frigorifero è probabilmente il gesto di conservazione più comune. Il principio sul quale si basa è semplice: abbassando la temperatura rallentano molte reazioni chimiche ed enzimatiche e diminuisce la velocità di crescita di numerosi microrganismi. Rallentare, però, non significa eliminare. La refrigerazione prolunga la durata di molti alimenti, ma non li rende stabili per un tempo indefinito e non impedisce la crescita di tutti i microrganismi. Per questo il mantenimento della catena del freddo è parte integrante del metodo: se la temperatura sale, anche temporaneamente, possono tornare a crearsi condizioni più favorevoli al deterioramento.

Con il congelamento l’effetto è più marcato. Una parte dell’acqua contenuta nell’alimento si trasforma in ghiaccio e diventa meno disponibile per l’attività microbica e per molte reazioni. Anche in questo caso, tuttavia, sarebbe sbagliato considerare il freddo un sistema di sterilizzazione: molti microrganismi possono sopravvivere al congelamento e tornare a moltiplicarsi durante o dopo lo scongelamento. Congelamento e surgelazione non sono neppure sinonimi. Nel surgelamento il passaggio attraverso la zona di massima cristallizzazione deve avvenire rapidamente; la normativa europea prevede inoltre che, dopo la stabilizzazione termica, il prodotto sia mantenuto in tutti i suoi punti a una temperatura pari o inferiore a -18 gradi. La velocità del processo influenza anche la formazione dei cristalli di ghiaccio e, di conseguenza, le caratteristiche del prodotto dopo lo scongelamento.

Il calore segue una logica opposta. In questo caso l’obiettivo non è rallentare l’attività microbica, ma inattivare microrganismi ed enzimi attraverso una determinata combinazione di temperatura e tempo. La pastorizzazione utilizza trattamenti relativamente moderati, calibrati sul prodotto e sul risultato da ottenere. Riduce in modo significativo la popolazione microbica e inattiva microrganismi patogeni sensibili al calore, ma non elimina necessariamente tutte le forme microbiche, comprese le spore più resistenti. Per questo un alimento pastorizzato può avere bisogno anche di refrigerazione o di altre condizioni di conservazione.

La sterilizzazione industriale utilizza invece trattamenti più intensi e punta alla cosiddetta sterilità commerciale: una condizione nella quale il prodotto, se correttamente confezionato e conservato, non contiene microrganismi capaci di svilupparsi nelle normali condizioni previste per la sua conservazione. Tempo e temperatura non sono valori universali. Cambiano in base all’alimento, alla sua acidità, alla consistenza, alla presenza di particelle e anche alle caratteristiche del contenitore, perché il calore deve raggiungere in modo adeguato anche il punto più difficile da trattare.

È proprio qui che si vede quanto processo e confezionamento siano collegati. Trattare termicamente un prodotto e poi esporlo nuovamente a una possibile contaminazione vanificherebbe buona parte del lavoro svolto. Riempimento a caldo, trattamento del prodotto già confezionato e confezionamento asettico sono soluzioni diverse, ma nascono dalla stessa necessità: governare non solo il trattamento, ma anche ciò che accade prima e dopo.

Meno acqua, meno ossigeno

La temperatura non è l’unica leva disponibile. Per crescere e moltiplicarsi, i microrganismi hanno bisogno anche di acqua. Più precisamente, conta la quantità di acqua effettivamente disponibile, indicata attraverso il concetto di attività dell’acqua. Due alimenti possono contenere quantità simili di acqua e avere comportamenti molto diversi. Una parte dell’acqua può infatti essere legata ad altri componenti e non essere disponibile nello stesso modo per microrganismi e reazioni chimiche. È per questo che, nella conservazione, la quantità totale di acqua racconta solo una parte della storia.

L’essiccazione interviene proprio su questo equilibrio. Eliminando una parte significativa dell’acqua si creano condizioni nelle quali la crescita microbica diventa più difficile o, sotto determinate soglie, impossibile. È uno dei metodi di conservazione più antichi, ma il principio resta centrale anche nella produzione industriale contemporanea. Cambiano soprattutto le tecniche utilizzate. L’acqua può essere eliminata facendo circolare aria calda, attraverso sistemi sottovuoto o con processi più complessi. Nella liofilizzazione, per esempio, il prodotto viene prima congelato e poi posto in condizioni che permettono al ghiaccio di passare direttamente allo stato di vapore. Il risultato è un alimento con una quantità molto bassa di acqua disponibile, capace in molti casi di conservarsi a lungo e di recuperare parte delle proprie caratteristiche attraverso la reidratazione. Anche la concentrazione riduce la quantità di acqua rispetto agli altri componenti. Succhi, puree, estratti e altri prodotti possono essere concentrati per ottenere caratteristiche tecnologiche specifiche e una maggiore stabilità. Ancora una volta, però, la riduzione dell’acqua può essere solo una delle barriere utilizzate: a seconda del prodotto possono servire anche un trattamento termico, una determinata acidità o condizioni precise di confezionamento.

Un’altra strada consiste nell’intervenire sull’aria che circonda l’alimento. Con il confezionamento sottovuoto viene rimossa gran parte dell’aria presente nella confezione. Diminuendo l’ossigeno si possono rallentare fenomeni ossidativi e limitare lo sviluppo di alcuni microrganismi aerobi. Questo non significa rendere il prodotto immune dal deterioramento: esistono microrganismi che non hanno bisogno di ossigeno e il sottovuoto deve essere gestito insieme agli altri parametri di sicurezza previsti per quello specifico alimento.
L’atmosfera modificata compie un passo ulteriore. L’aria presente nella confezione viene sostituita o modificata utilizzando miscele di gas, in genere basate su anidride carbonica, azoto e, quando necessario, ossigeno. Composizione e proporzioni cambiano in funzione del prodotto: ciò che funziona per una carne fresca non è necessariamente adatto a un vegetale, a un formaggio o a un prodotto da forno.

Lo scopo può essere rallentare la crescita di determinati microrganismi, limitare l’ossidazione oppure controllare fenomeni fisiologici come respirazione e maturazione nei vegetali. Anche l’atmosfera modificata non sostituisce però automaticamente il controllo della temperatura: per numerosi prodotti le due tecniche lavorano insieme.

Una barriera raramente basta

Freddo, calore, acqua e ossigeno permettono già di capire perché alimenti apparentemente simili possano avere tempi e condizioni di conservazione molto diversi. Ma permettono soprattutto di superare un’idea troppo semplice della conservazione industriale: scegliere una tecnica e applicarla al prodotto. Nella realtà si lavora spesso attraverso più barriere. Una temperatura più bassa può essere associata a un’atmosfera modificata. Un alimento pastorizzato può essere refrigerato. Un prodotto parzialmente disidratato può essere protetto anche attraverso la confezione. In altri casi entrano in gioco acidità, sale, zucchero, conservanti o fermentazioni.
La combinazione consente anche di evitare, quando possibile, trattamenti più aggressivi di quanto sia necessario. Il calore è estremamente efficace, ma può modificare colore, consistenza, aroma e alcuni nutrienti. L’obiettivo di un processo ben progettato non è applicare il trattamento più intenso possibile, ma raggiungere il livello di sicurezza e stabilità richiesto limitando gli effetti indesiderati sul prodotto.

Da questa ricerca nascono anche tecnologie fisiche differenti da quelle tradizionali. Il trattamento ad alte pressioni, per esempio, sottopone gli alimenti a pressioni molto elevate e può inattivare diversi microrganismi riducendo la necessità di trattamenti termici intensi. Non è una soluzione universale e la sua efficacia dipende dal prodotto, dai microrganismi presenti e dai parametri di processo.
Un altro metodo è l’impiego di radiazioni ionizzanti, utilizzate in condizioni controllate per ridurre microrganismi e parassiti, rallentare alcuni processi di maturazione o impedire la germogliazione di determinati vegetali. Nell’Unione europea il trattamento è regolamentato e il suo impiego è limitato a condizioni e categorie autorizzate; non rende l’alimento radioattivo e non può essere utilizzato per sostituire corrette pratiche igieniche e produttive.

Tecnologie diverse, quindi, ma una logica comune: modificare una o più condizioni necessarie al deterioramento dell’alimento. La temperatura, l’acqua e l’ossigeno sono alcune delle leve principali, non le uniche. Sale, zucchero, acidità e perfino l’attività di microrganismi selezionati possono contribuire allo stesso risultato. Nella conservazione degli alimenti, quasi sempre, è l’equilibrio tra più fattori a fare la differenza.

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