Gli alimenti sono sostanze organiche che si alterano più o meno rapidamente per l’azione della luce,dell’aria, dell’acqua che determinano il moltiplicarsi dei microrganismi presenti al loro interno. Un alimento si deteriora le caratteristiche organolettiche di partenza e cioè : odore, sapore, colore , consistenza.
Un alimento è deteriorato quando diventa inaccettabile per un dato gruppo di consumatori da un punto di vista sensoriale.
Il tipo di deterioramento dipende largamente dalla comunità microbica (composta da una o più specie diverse) che si afferma al momento del deterioramento (specific spoilage association) e dai cambiamenti chimici o fisici che è in grado di produrre alterando uno o più componenti dell’alimento Il tipo di associazione che si afferma dipende dalla contaminazione iniziale e da un gran numero di fattori (composizione, tecnologia, etc.).
Si stima che a tutt’oggi circa il 25% degli alimenti vadano perduti per deterioramento (inclusi attacchi da insetti o da altri animali) dopo la raccolta o la macellazione, con perdite economiche immense e con un impatto negativo enorme specialmente nei paesi in via di sviluppo.
Il regolamento CE 178/2002 di fatto considera gli alimenti deteriorati alimenti a rischio: art. 14 comma 5
Per determinare se un alimento sia inadatto al consumo umano, occorre prendere in considerazione se l’alimento sia inaccettabile per il consumo umano secondo l’uso previsto, in seguito a contaminazione dovuta a materiale estraneo o ad altri motivi, o in seguito a putrefazione, deterioramento o decomposizione. Tecnicamente l’art. 19 dispone che gli operatori del settore alimentare dovrebbero richiamare e ritirare dal mercato prodotti non conformi ai requisiti di sicurezza e/o informare i consumatori.
La valutazione dei rischi biologici comporta:
Deterioramento enzimatico: attività enzimatiche intrinseche.
Deterioramento microbico: attività e crescita microrganismi.
Endoenzimi intrinseci → danno tissutale
(taglio, congelamento crudo, blanching
Catalasi: H2O2 + H2O2 → 2H2O + O2
Perossidasi: NADH + O2 + H+ → 2H2O + H+ + NAD+
Polifenol-ossidasi: Imbrunimento enzimatico
fenoli → o-chinoni
Lipossigenasi: Ossidazione degli Ac. Grassi
Polinsaturi
Ac. Ascorbicossidasi: perdita di Vit. C
Tiaminasi: perdita di Tiamina
Amilasi: Polisaccaridi → Monosaccaridi
Esterasi e Idrolasi: Pectina → Ac. Galatturonico
Maturazione della frutta e verdura → Marcescenza
Invertasi: Saccarosio → Glucosio + Fruttosio
Lipasi ed Esterasi: idrolisi lipidi
Proteasi: idrolisi peptidi
Gusto amaro, odore nauseabondo
Deterioramento degli alimenti: qualunque modifica dell’aspetto, dell’odore o del sapore di un prodotto alimentare che lo renda inaccetabile al consumatore.
In alcuni casi il deterioramento può essere causato da microrganismi PATOGENI.
La proliferazione microbica negli alimenti è influenzata da:
Fattori intriseci
Fattori estrinseci
In base al contenuto di Aw gli alimenti si classificano:
Acqua legata: idratazione primaria legami idrogeno.
Acqua parzialmente legata: molecole con ridotto movimento.
Acqua libera: proprietà identiche all’acqua pura.
Imbrunimento non enzimatico
Irrancidimento Ac. Grassi non enzimatico
Reazioni con i contenitori
Reazioni fotochimiche
Sensibilità: Intensità e tipo di radiazione
Distanza dalla sorgente
Durata esposizione
Proprietà ottiche della confezione
Radiazione Lipidi: ossidazione
U.V. e denaturazione
Proteine
Alterazioni caratteristiche organolettiche: colore, sapore.
Riduzione qualità nutrizionale: vitamine.
Temperature superiori a 100°C possono provocare alterazioni chimiche degli amminoacidi, fino alla loro distruzione.
Gli amminoacidi più soggetti a queste alterazioni sono quelli solforati, il triptofano, la tirosina e l’istidina.
Durante i processi industriali possono avvenire simili trasformazioni, ma sempre in modo limitato, senza importanti ripercussioni sul valore nutritivo degli alimenti.
Diversamente durante la cottura della carne, soprattutto alla griglia, quando l’alimento raggiunge e supera i 200°C, si formano derivati ciclici del triptofano che possiedono potere mutageno (ovvero sono cancerogeni).
Le proteine sono costituite da catene, più o meno lunghe, di amminoacidi legati da legami peptidici.
Queste catene assumono forme spaziali periodiche e regolari le quali definiscono la struttura secondaria, terziaria e quaternaria della proteina.
La denaturazione modifica la struttura secondaria, terziaria o quaternaria delle proteine senza modificare la composizione e la sequenza degli amminoacidi.
Questa trasformazione comporta:
Il calore è senz’altro la causa più importante, poiché rompe i legami che stabilizzano la forma nativa, ma anche le basse temperature possono denaturare le proteine.
Altri trattamenti come l’essicamento, gli ultrasuoni, le radiazioni ionizzanti o i trattamenti meccanici (impastamento e laminazione) sono in grado di denaturare le proteine. La formazione di schiume (come l’albume montato a neve) avviene grazie alla denaturazione irreversibile delle proteine.
Reazione di Maillard
Gruppo amminico riducente – Gruppo ossidrile zucchero
(Glucosamina) HC=O → Melanoidine
HCNO3 Nitrosamine
Lisina H3N-CH2-CH2-CH2-CH2-C-COO- +NH3
Fattori intrinseci ed estrinseci: Aw, T o C, composizione.
Alterazioni caratteristiche organolettiche.
Riduzione qualità nutrizionale: aminoacidi essenziali.
Avviene negli alimenti che contengono zucchero (soprattutto glucosio) e proteine, ed è favorita da calore, luce, metalli, ambiente leggermente basico.
Dà origine a composti di varia natura, che a seconda della situazione possono dare caratteristiche positive o negative all’alimento (latte sterilizzato sgradevole sapore di cotto e colore grigio; pane tostato, caffè e orzo tostato aroma piacevole).
Dal punto di vista nutrizionale, le caratteristiche sono tutte negative.
Il fenomeno, generalmente, interessa solo una piccola parte dell’alimento e può, quindi, essere trascurabile.
La reazione di Maillard avviene anche nelle cellule vive ed è un fattore che determina l’invecchiamento delle cellule.
Se cuocendo un cibo questo si “imbrunisce” quasi sempre è opera di questa reazione, che avviene ad alte temperature, tra i 140°C e i 180°C.
È la reazione di Maillard che forma diverse centinaia di piccole molecole odorose, responsabili di molte delizie culinarie.
Le putrefazioni sono processi anaerobi (avvengono in assenza di ossigeno), di cui sono responsabili enzimi di microorganismi: consistono nella proteolisi (scissione delle proteine in amminoacidi) e nelle successive degradazioni degli amminoacidi.
Si formano dei composti (molti dei quali) di cattivo odore e che modificano il colore . I più importanti sono il solfuro di idrogeno, l’ammoniaca e le ammine (in particolare la cadaverina e la putrescina).
Queste sostanze non sono dannose per l’organismo, ma peggiorano drasticamente le caratteristiche organolettiche del prodotto.
Avviene, nell’alimento grasso, se sono presenti contemporaneamente tre fattori: la presenza di acqua, l’esposizione alla luce, l’azione catalitica dell’enzima lipasi (l’attività dell’enzima si arresta intorno a O°C).
La reazione scinde i trigliceridi in monogliceridi, digliceridi, glicerolo e acidi grassi, e si verifica in quegli alimenti lipidici che contengono una quantità di acqua significativa (burro, margarina, semi oleosi molto maturi o lasciati in ambiente umido).
Conferiscono al prodotti odore e sapore sgradevole.
Acidi Grassi Saturi + O2 + H2O Idroperossidi
Fattori intrinseci ed estrinseci: T °C
Alterazioni caratteristiche organolettiche: sapore, odore.
Si verifica sui grassi che hanno già subito idrolisi.
È causato dall’azione catalitica di un enzima (lipossidasi) di origine microbica (batteri, lieviti, muffe) in grado di legare chimicamente l’ossigeno dell’aria agli acidi grassi insaturi.
La lipossidasi risulta attiva anche a temperature molto basse (-40°C).
Questo irrancidimento forma una molecola molto aromatica che conferisce il sapore tipico a formaggi come il gorgonzola o il roquefort.
Questa trasformazione a carico dei lipidi è la più importante, ed è causata dall’assorbimento di ossigeno da parte degli acidi grassi insaturi, liberi o sottoforma di trigliceridi.
La reazione è favorita dalla luce, dal calore, da tracce di metalli come ferro, rame, cobalto, nichel, dalle radiazioni.
La reazione, una volta iniziata, procede a catena con formazione di nuovi radicali favorita dagli stessi attivatori.
Produce una varietà di composti, detti prodotti secondari, che sono responsabili dell’odore di rancido degli alimenti grassi ossidati.
Temperatura ambiente elevata: accelera tutte le reazioni chimiche ed enzimatiche, accelera la riproduzione dei microorganismi, facilita la disidratazione.
Variazioni del contenuto idrico
Disidratazione: provoca avvizzimento dei vegetali e “scottatura” dei congelati (le macchie biancastre più o meno estese sul prodotto)
Assorbimento di umidità: danneggia tutti gli alimenti secchi o con basso contenuto di acqua (prodotti da forno rammolliscono, cibi in polvere formano grumi, vegetali essiccati cambiano gusto e colore) e favorisce lo sviluppo di microorganismi, l’irrancidimento idrolitico dei grassi e l’azione degli enzimi.
Avviene quando i cibi congelati, confezionati in modo non appropriato, perdono umidità in superficie (si presentano pieni di brina in superficie, disidratati e di colore anomalo).
Queste alterazioni sono dovute ad ossidazioni: l’acqua presente sulla superficie dell’alimenti sublima (passa dallo stato solido a quello gassoso) lasciando dei vuoti nel cibo che vengono riempiti dall’aria.
L’ossigeno contenuto nell’aria, ossida l’alimento e ne modifica le caratteristiche organolettiche.
L’odore e il sapore dell’alimento peggiorano.
Alimento acido + Metallo → H2
Alimento acido → Destagnatura
Fattori intrinseci ed estrinseci: pH, T °C, residui di solfati e nitrati.
Alterazioni caratteristiche organolettiche: colore, sapore, odore, acidità.
Riduzione qualità nutrizionale.
1. Igiene
2. Contaminazione biologica degli alimenti: i microrganismi
3. Contaminazione biologica degli alimenti
4. Epidemiologia e profilassi delle tossinfezioni alimentari
5. Deterioramento degli alimenti
6. Evoluzione storica dei sistemi di conservazione
7. Conservazione degli alimenti - parte prima
8. Conservazione degli alimenti - parte seconda
9. Disinfezione e sterilizzazione
10. La sanitizzazione nell’industria alimentare. Obiettivi - sequenze operative prodotti chimici idonei
11. Infestazione
12. Gli insetti
13. Monitoraggio nelle materie prime
14. Derattizzazione
15. Legislazione sulla sicurezza alimentare. Nuova normativa igienico-sanitaria
16. Legislazione sull'igiene degli alimenti. La nuova normativa