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MISURE SUGLI ALIMENTI
GLI ALTRI TEMI
M. Salmeri 1, P. Casti 1, F. Bonfà 2, I. Bertini 2
Uso di sistemi PEF nell’industria alimentare Applicazione nel campo della vinificazione
USE OF PULSED ELECTRIC FIELDS IN THE FOOD INDUSTRY. APPLICATION IN THE FIELD OF WINEMAKING Pulsed electric fields can be an interesting alternative to other traditional methods for the microbial inactivation of foods, allowing their conservation while maintaining their organoleptic properties unaltered. The work investigates the possibility of using it in the field of winemaking, operating after bottling or at an earlier stage. RIASSUNTO I campi elettrici pulsati possono essere un’alternativa interessante ad altri metodi tradizionali per l’inattivazione microbica degli alimenti, permettendo la loro conservazione mantenendone inalterate le proprietà organolettiche. Il lavoro indaga la possibilità di utilizzarli nel campo della vinificazione, operando dopo l’imbottigliamento o in una fase precedente.
ALIMENTI CHE VANNO A MALE?
Nell’industria alimentare, grande importanza è rivestita dalle procedure in grado di prolungare la conservazione degli alimenti attraverso l’eliminazione o l’inattivazione di microrganismi ed enzimi naturalmente in esso presenti dopo la loro preparazione e in grado di produrne un deterioramento organolettico. In particolare, si parla di procedure di “inattivazione microbica”, intese come soppressione dell’attività funzionale di un microrganismo, ossia alla sua capacità di riprodursi e di produrre molecole o reazioni enzimatiche evidenti. Tali tecniche possono riferirsi all’intera popolazione di microrganismi o a un suo sottoinsieme patogeno. L’attività batterica è influenzata da diversi fattori ambientali, come la disponibilità di acqua, di nutrienti, di sostanze antimicrobiche naturali, il pH, l’umidità e la temperatura. Le tecniche d’inattivazione microbica agiscono dunque su uno o più di questi fattori influenzando di conseguenza l’attività dei batteri. Nel tempo sono state studiate e sviluppate diverse tecniche d’inattivazione (alcune di queste tecniche sono antichissime, come l’uso del sale), ciascu-
cellulare fino a completa lisi cellulare delle cellule esposte. I vantaggi principali delle tecnologie PEF rispetto ai trattamenti termici tradizionali consistono nella migliore preservazione delle proprietà fisiche, nutrizionali e sensoriali del prodotto e nella riduzione dell’impatto ambientale del processo stesso. Diversi lavori in questi ultimi anni hanno reso disponibili risultati teorici e sperimentali applicati a diverse tipologie di alimenti e utilizzanti apparecchiature ad hoc. Questi, se da un lato forniscono una base per l’individuazione di adeguati percorsi di sviluppo dei sistemi PEF, dall’altro evidenziano una mancanza di organicità che, a oggi, limita la generalizzazione dei risultati ottenuti e la diffusione delle metodiche proposte (quindi la previsione dei risultati su alimenti non ancora testati), ponendo importanti sfide di ricerca, sviluppo ed efficientamento energetico. Il lavoro proposto nasce dalla collaborazione scientifica dell’Unità di Ricerca di Roma Tor Vergata con l’ENEA per il programma “Ricerca di Sistema Elettrico” e si propone di esplorare l’applicabilità su vasta scala della tecnica d’inattivazione batterica attraverso i PEF nel campo della conservazione degli alimenti in sostituzione delle attuali tecniche. Nella prima fase, lo studio è stato rivolto alla ricerca e validazione di un modello generalizzato per l’inattivazione microbica degli alimenti attraverso i PEF. Nella seconda, i risultati dello studio sono stati applicati nel particolare campo della vinificazione, investigandone la possibilità concreta di utilizzo.
na delle quali ha proprie peculiarità riguardo alla tipologia di alimenti su cui è in grado di operare, alla loro difficoltà di attuazione e alle conseguenze secondarie che esse possono avere sulle caratteristiche organolettiche e fisiche del cibo sottoposto a trattamento. I microrganismi esposti a un trattamento d’inattivazione vengono inattivati secondo una dinamica dipendente sia dalle caratteristiche del trattamento che dei microrganismi stessi. Le tecniche d’inattivazione microbica attualmente utilizzate nell’industria alimentare rappresentano una fase cruciale del processo produttivo e sono eseguite attraverso macchinari specifici che richiedono una non indifferente energia per il loro funzionamento. Una tecnica molto promettente sotto numerosi punti di vista, ma tuttavia ancora in fase di studio, è quella dell’utilizzo dei campi elettrici pulsati (Pulsed Electric Fields, PEF) come metodo di trattamento non-termico. Essa consiste nell’applicazione sull’alimento di un campo elettrico mediante l’applicazione d’impulsi ad alta tensione. Questo è in grado 1 Dip. di Ingegneria Elettronica, d’inattivare i microrganismi presenti Università Tor Vergata, Roma mediante elettroporazione, ossia la de- salmeri@ing.uniroma2.it stabilizzazione del doppio strato lipidi- 2 Unità Tecnica Efficienza Energetica, co e delle proteine della membrana ENEA, Casaccia, Roma T_M
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