Cibi e bevande

La pastorizzazione degli alimenti

La pastorizzazione è un processo mediante il quale determinati alimenti, come il latte, le conserve o le marmellate, vengono trattati per mezzo di un moderato calore allo scopo di eliminare gli agenti patogeni e di prolungarne la durata.
In questo articolo spiegheremo come viene fatta e quali sono i suoi benefici.
latte-pastorizzato

Come e perché il procedimento di pastorizzazione uccide i batteri

Per comprendere quale effetto abbia il calore sui batteri, dobbiamo sapere come sono fatti e come agiscono.

Un batterio è un organismo unicellulare, composto da una membrana cellulare, un citoplasma, e spesso da dei flagelli (appendici cellulari).

Una membrana cellulare, oltre a racchiudere il citoplasma – tutto ciò che sta all’interno della membrana cellulare, cioè un insieme di acqua, ribosomi, cromosomi, nutrienti ed enzimi e che serve al batterio per funzionare e per vivere – ospita quelle parti del batterio che sono deputate alla generazione dell’energia sia tramite fotosintesi o tramite la respirazione.

Gli enzimi contenuti nella membrana sono particolarmente importanti perché svolgono quelle reazioni chimiche che compongono il metabolismo cellulare, cioè l’insieme delle reazioni chimiche che avvengono all’interno delle cellule

I flagelli contenuti nella membrana infine, sono delle piccole appendici cellulari che servono al batterio per spostarsi, per attaccarsi alle superfici o per allontanarsi dai nemici.

Il calore. Quando la temperatura si alza più del normale, gli enzimi all’interno del batterio si denaturano, cioè cambiano di forma. Di conseguenza diventano inutilizzabili e non riescono più a portare avanti le reazioni chimiche e conseguentemente la cellula batterica smette di funzionare.

Il calore danneggia anche la parete cellulare del batterio. Col calore le proteine e gli acidi grassi perdono la forma originale diventando quindi più vulnerabili.

Contemporaneamente il calore determina anche l’espansione del fluido interno alla cellula, aumentando ancora di più la pressione interna che spinge sulla parete cellulare già danneggiata.

E proprio per questo sbilanciamento di pressione il batterio finisce per esplodere.

Poi ci sono anche i batteri termodurici. I batteri termodurici sono quei microorganismi che sono più resistenti al calore, e che sono quindi in grado di sopravvivere alle temperature di pastorizzazione (71 °C per 15 min).

Per  questa ragione  sono più difficili da debellare.

Ne consegue che per prevenire la loro moltiplicazione questi batteri termodurici devono essere necessariamente tenuti sotto controllo tramite la refrigerazione dei prodotti.

I tipi di trattamenti termici

L’espressione trattamento termico si riferisce ad un range di processi che può riguardare molti alimenti.

In generale, il loro scopo è di uccidere i batteri e d’inattivare quegli enzimi che danneggiano i cibi quando devono essere conservati.

Il tipo più comune di trattamento termico è quello che noi facciamo cucinando i cibi. Anche alle persone meno abili ai fornelli sarà capitato di scaldare qualcosa al microonde e quindi di metterlo in atto.

La pastorizzazione è uno dei modi di trattamento “più leggeri” . Vediamo quali sono nella seguente tabella quelli maggiormente utilizzati.

Tabella riassuntiva dei più comuni tipi di trattamenti termici

nome del trattamento

in gradi Celsius

Termizzazione:trattamento termico blando57-68 °C per 15 minuti
Pastorizzazione Low Temperature, Long Time (LTLT): a bassa temperatura per molto tempo 63 °C per 30 minuti
Pastorizzazione High Temperature, Short Time (HTST): ad alta temperatura per breve tempo72-74 °C per 15- 30 secondi
Uperizzazione Ultra-High Temperature (UHT): sterilizzazione a temperature altissime135-140 °C per 3- 5 secondi
Sterilizzazione in contenitore115-120 °C per 10- 20 minuti

Quei metodi che utilizzano le altissime temperature ed i trattamenti di sterilizzazione sono in grado di uccidere tutti i microrganismi presenti negli alimenti.

Mentre gli altri trattamenti come la termizzazione e la pastorizzazione ne uccidono solo una parte.

Perché allora non utilizzare sempre le temperature più alte per uccidere più batteri? La risposta sta nel fatto che le alte temperature cambiano anche le caratteristiche dei cibi.

Dato che il latte è l’alimento in cui più comunemente viene utilizzato il processo di pastorizzazione, lo prenderemo come esempio per spiegare come funziona questo processo.

Il processo di pastorizzazione del latte

impianto pastorizzazione

fonte: http://www.stainlesssteel-mixingtanks.com/

Alle alte temperature, come durante la pastorizzazione UHT (Ultra High Temperature) si verificano alcuni fenomeni che cambiano le proprietà del latte, e che quindi lo rendono meno “attraente” per i consumatori.

Le proteine del latte vengono alterate e quindi cambia il suo comportamento nella preparazione di cibi caseari, come il formaggio.

Vengono inattivati gli enzimi protettivi del latte rendendolo così più soggetto al deperimento.

Proprio ad alte temperature avviene la reazione di Maillard, una reazione chimica tra le proteine e gli zuccheri che porta il latte ad acquisire un colore più scuro ed il latte potrebbe cambiare sapore.

In ogni tipo di trattamento termico occorre che sia mantenuta una determinata temperatura per un certo lasso di tempo.

Per la pastorizzazione HTST occorrono per esempio 15 secondi.Il tempo minimo necessario, si basa sulla cinetica della morte termica dei batteri. No, non è un nome ad effetto: è il modo che si usa per descrivere le condizioni che sono necessarie per uccidere i batteri.

Nel contesto di queste procedure, il cosiddetto D-value (o tempo di riduzione decimale) corrisponde al tempo necessario per uccidere il 90% di un certo tipo di batteri ad una temperatura particolare.

Più alta è la temperatura, più basso sarà il D-value, e viceversa.

La pastorizzazione del latte uccide del tutto i batteri maggiormente termo-sensibili, ma allo stesso tempo mantiene quelle qualità del latte che un consumatore si aspetta: consistenza cremosa, sapore fresco e colore bianco.

I modi di pastorizzazione (del latte)

il modo più semplice

Un primo modo è quello più semplice e quello “più antico” per pastorizzare il latte. Il latte viene riscaldato in un grande contenitore a 63 gradi Celsius e mantenuto a questa temperatura per 30 minuti.

Può essere fatto a casa propria sul piano di cottura utilizzando una pentola grande.

Nel caso dei caseifici di piccole dimensioni, viene fatto tramite dei bollitori riscaldati a vapore e di apparecchiature di controllo della temperatura.

Durante la lavorazione, il latte deve essere continuamente mescolato in modo che ogni sua parte sia riscaldata allo stesso modo.

la pastorizzazione ad alta temperatura (HTST)

La pastorizzazione ad alta temperatura (HTST High-temperature short-time), o pastorizzazione flash è, al giorno d’oggi, il modo più comune di pastorizzazione soprattutto per quanto riguarda i volumi più elevati di prodotti.

E’ più veloce ed è più efficiente dal punto di vista energetico, rispetto al primo.

Ancorché una temperatura più elevata possa conferire al latte un sapore leggermente cotto, la pastorizzazione HTST viene utilizzata da tanto tempo, così che i consumatori si sono finiti per abituarsi.

Ecco come viene fatta una pastorizzazione HTST:

  • Il latte crudo, freddo (a 4 gradi Celsius) viene immesso nell’impianto di pastorizzazione.
  • Il latte passa nella sezione di riscaldamento di uno scambiatore di calore a piastre.
  • Lo scambiatore di calore a piastre è composto da una serie di piastre di acciaio inossidabile poste vicine, con delle camere interposte per contenere il latte mentre vi passa attraverso.
  • Chiamiamo camere “A” quelle dispari, e camere “B” quelle pari.
  • In questa sezione, il latte freddo viene pompato attraverso le camere A, mentre il latte che è già stato riscaldato e pastorizzato viene pompato attraverso le camere B.
  • Il calore del latte caldo passa al latte freddo attraverso le piastre di acciaio.
  • Questo riscalda il latte a 57-68 gradi Celsius.
  • Successivamente, il latte passa nella sezione di riscaldamento dello scambiatore di calore a piastre.
  • Qui, l’acqua calda nelle camere B, riscalda il latte ad almeno 72 gradi Celsius.
  • Questa è la temperatura obiettivo per la pastorizzazione HTST.
  • Il latte caldo viene quindi fatto passare attraverso un tubo.
  • Il latte impiega circa 15 secondi per passare attraverso il tubo, soddisfacendo il tempo richiesto per questo metodo di pastorizzazione (vedi il D-value di cui sopra).
  • Il latte è stato “ufficialmente” pastorizzato una volta passato attraverso il tubo.
  • Ora, il latte pastorizzato viene inviato indietro attraverso la sezione precedente, dove riscalda il latte freddo in entrata. Questo fatto raffredda il latte pastorizzato a circa 32 gradi Celsius.
  • Nell’ultima parte del processo, la sezione di raffreddamento dello scambiatore di calore a piastre, utilizza acqua di raffreddamento o acqua fredda per portare il latte a 4 gradi Celsius.

Anche il latte pastorizzato può ancora causare dei focolai di malattie di origine alimentare.

Con la pastorizzazione il latte è del tutto sicuro?

Ora esamineremo i molti modi tramite cui il latte può essere contaminato nel suo viaggio dalla mucca al nostro tavolo.

la mucca

Prima che la mucca venga addirittura munta, i patogeni dell’ambiente circostante possono entrare nel mangime o nell’acqua di abbeveraggio.

Durante la mungitura, i batteri all’interno o all’esterno della mammella della mucca possono entrare a contatto con il latte.

Se il dispositivo (manuale o meccanico) di mungitura non viene adeguatamente sanificato, può contaminare il latte crudo.

la conservazione del latte crudo

Tutte le attrezzature ed i contenitori per trasportare e per stoccare il latte devono essere sterili per prevenire la contaminazione.

La temperatura di conservazione deve essere sufficientemente bassa (di solito 4 gradi Celsius) per evitare la proliferazione dei batteri rimasti nel latte.

la pastorizzazione

Abbiamo detto che la pastorizzazione non uccide tutti i batteri nel latte, ma non ucciderà nemmeno quelli che noi pensiamo siano termo-sensibili, se durante il processo di pastorizzazione non vengono seguite le linee guida quanto a tempi ed a temperatura

Uno dei modi tramite il quale l’industria casearia controlla il latte per assicurarsi che sia stato correttamente pastorizzato è quello di testare la fosfatasi alcalina (un enzima proteico).

Questo enzima ha lo stesso D-value del batterio della tubercolosi, quindi se lo si trova ancora nel latte pastorizzato, significa che durante la pastorizzazione non sono stati rispettati i necessari requisiti di tempo e di temperatura.

le apparecchiature

La contaminazione post-pastorizzazione (PostPasteurizationContamination – PPC) dovuta a difetti nelle apparecchiature o a scarse condizioni igienico-sanitarie, è la ragione più comune dei “fallimenti” della pastorizzazione.

L’attrezzatura che viene a contatto col latte pastorizzato infatti deve essere adeguatamente tenuta pulita e sterilizzata tra un loro impiego e quello successivo.

le piastre di scambio termico

Lo scambiatore di calore a piastre è una potenziale fonte di contaminazione post pastorizzazione, perché il latte crudo freddo ed il latte caldo pastorizzato passano l’un l’altro sui lati opposti delle piastre di scambio termico.

Se le piastre presentano delle perdite o delle crepe, il latte crudo può contaminare il latte pastorizzato.

il dopo pastorizzazione (trasporto e stoccaggio)

Il latte è anche vulnerabile durante il trasporto e lo stoccaggio a quello che l’industria chiama abuso di temperatura. Questa fase comprende tutte le fasi tra l’impianto di lavorazione, il magazzino, il negozio e la casa.

L’anello debole di questa catena è solitamente quel periodo -indeterminato- dopo che il latte lascia il punto vendita e raggiunge il frigorifero del consumatore.

In sintesi

L’argomentazione principale a favore della pastorizzazione del latte è che questo procedimento protegge le persone dalle malattie trasmesse dagli alimenti.

Il secondo argomento è che prolunga la durata di conservazione del latte mantenendo il suo sapore, le sua consistenza ed il suo contenuto nutrizionale.

I pastorizzatori  da poter utilizzare in ambito  domestico

Gli strumenti pastorizzatori non vengono utilizzati solo in ambito industriale. La pastorizzazione può essere utile in ambito domestico per pastorizzare delle conserve, dei succhi, degli sciroppi, delle marmellate, ecc.

Esistono in commercio dei pastorizzatori di diverse forme, e con diversi sistemi di riscaldamento.

Il più diffuso è quello che si basa su di un sistema di circolazione di acqua riscaldata e raffreddata da delle serpentine a resistenza elettrica attorno ad un contenitore con all’interni i cibi.

Ma ne esistono anche a secco.

L'autore

Sono un appassionato lettore e ricercatore e credo nell’immensa potenzialità che la rete offre di condividere informazioni e conoscenze che possano direttamente o indirettamente migliorare il benessere dell’uomo.
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