Sterilizzazione - Alimenti sterilizzati

• perchè sterilizzare gli alimenti?
• temperature di sterilizzazione
• tipologie di sterilizzazione degli alimenti
• sterilizzazione e pastorizzazione: che differenze ci sono?

La sterilizzazione ha lo scopo di distruggere tutte le forme microbiche, comprese le spore: è quindi un trattamento molto più drastico della pastorizzazione. Il prodotto, tuttavia, non è completamente asettico e non può mantenersi all'infinito. Per raggiungere questo scopo occorrerebbero temperature e tempi di esposizione tali da compromettere le caratteristiche dell'alimento: si parla allora di sterilizzazione commerciale, intesa come il trattamento atto a distruggere tutti i microrganismi che possono riprodursi nell'alimento durante lo stoccaggio e la distribuzione. Con la sterilizzazione si ha comunque la distruzione delle spore microbiche nell'alimento, che potrà quindi essere conservato con maggior sicurezza e per un tempo più lungo.

Perchè sterilizzare gli alimenti?

La sterilizzazione degli alimenti è fondamentale per la loro conservazione, e ha risvolti sanitari ma anche economici per le relazioni commerciali tra paesi anche distanti tra loro. 

Vi sono alimenti che hanno essi stessi in modo intrinseco delle caratteristiche che li rendono facilmente conservabili, come i cereali, che se conservati bene e nelle opportune condizioni, possono mantenersi inalterati per anni a temperatura ambiente. Lo stesso non si può dire per alimenti a base, ad esempio, di carne o pesce, facilmente contaminabili e alterabili dai microrganismi, che li usano come substrato di crescita. Questo perchè sono ricchi di proteine che possono essere trasformate dai microrganismi in composti che alterano e decompongono gli alimenti, rendendoli inadatti al consumo. Oltre alle proteine, i microrganismi si nutrono di tutte le molecole organiche di cui l'alimento è formato, compresi i grassi, gli zuccheri semplici e usano anche l'acqua libera, ossia direttamente disponibile per la loro crescita e presente all'interno dell'alimento. 

Sterilizzando gli alimenti si fa in modo, quindi, che l'alimento sia conservabile per tempi abbastanza lunghi, ma anche che venga garantita la sua stabilità e sicurezza microbiologica. Con la sterilizzazione si vanno ad inattivare anche gli enzimi microbici che possono alterare l'alimento. Infatti, con il calore si vanno a denaturare le proteine coinvolte nel metabolismo batterico, inattivandolo. 

Con la sterilizzazione vengono eliminate anche le spore microbiche, con cui il batterio è in grado di resistere a condizioni avverse, come le alte temperature e la pressione. Per questo motivo è bene che la sterilizzazione venga fatta in modo corretto, soprattutto nel caso di batteri sporigeni come il Clostridium botulinum. Proprio le tecniche della sterilizzazione sono state messe appunto considerando la protezione dell'alimento nei confronti di questo batterio, particolarmente difficile da eradicare con la sola pastorizzazione e pericoloso per la salute dei consumatori. 

Temperature di sterilizzazione

Le temperature impiegate nella sterilizzazione sono legate all'acidità dell'alimento: con pH inferiori a 4.5 (alimenti acidi) bastano 100 gradi, con pH superiore a 4.5 occorrono 115-120 gradi per almeno 20 minuti.

Il trattamento può essere effettuato sull'alimento già all'interno del contenitore, oppure sull'alimento sfuso che verrà poi confezionato in recipiente sterile. Di solito si applica agli alimenti in confezionamento sottovuoto o in scatole o vasi, che vengono conservati a temperatura ambiente e hanno un elevato valore di attività dell'acqua (Aw), ossia l'acqua libera e a disposizione del microrganismo per la sua crescita e per il suo metabolismo. Tutte queste condizioni sono tipiche di quegli alimenti che vengono spesso contaminati da C. botulinum, un batterio sporigeno in grado di produrre una tossina potenzialmente mortale per l'uomo. 

Il classico sistema di sterilizzazione non è molto diverso da quello eseguito da sempre dalla sterilizzazione casalinga degli alimenti, come nel caso della conserva di pomodoro, delle marmellate e delle conserve in genere: il prodotto viene confezionato e sottoposto alla temperatura adatta per il tempo previsto; se le temperature di sterilizzazione superano i 100 gradi, deve essere utilizzata in autoclave (che consente di aumentare la pressione e quindi la temperatura di ebollizione dell'acqua oltre i 100 gradi).

I nuovi sistemi di sterilizzazione prevedono l'esposizione dell'alimento ad una temperatura molto elevata (140 gradi) per pochi secondi, seguita dal raffreddamento e dal confezionamento asettico in recipienti sterili, in genere in cartoni flessibili multistrato (è il caso del latte UHT).

Tipologie di sterilizzazione degli alimenti

I metodi di sterilizzazione degli alimenti vanno tutti a modificare le caratteristiche organolettiche e nutrizionali dell'alimento, in misura maggiore o minore a seconda della tecnica usata. Da questo punto di vista possono essere paragonati alla cottura, in quanto aumentano anche la digeribilità del cibo stesso. Nonostante le tecniche sempre più avanzate di sterilizzazione, il surgelamento rimane il metodo in grado di preservare maggiormente i nutrienti dell'alimento. 

A seconda del pH dell'alimento, ma anche del tempo e della temperatura usata, avremo i seguenti tipi di sterilizzazione: 

• sterilizzazione classica o appertizzazione: 100-120 gradi per un tempo maggiore di 20 minuti, effettuata su alimenti inscatolati;
• UHT (Ultra High Temperature) indiretto: 140-150 gradi per pochi secondi, effettuata sull'alimento sfuso immerso in acqua o in autoclave;
• UHT diretto o uperizzazione: 140-150 gradi per pochi secondi, effettuata con iniezione di vapore surriscaldato nel prodotto sfuso.

La sterilizzazione classica si sceglie in genere per cibi inscatolati vegetali, come ortaggi, frutta o legumi, ma anche per inscatolati a base di carne e pesce. Si effettua in bagno aperto o in autoclave. Nel primo caso, si applica su alimenti con pH inferiore a 4.5 come conserve e concentrato di pomodoro o sulla frutta; nel secondo caso si applica su inscatolati a base di carne o pesce con pH superiore a 4.5. 

La tecnica di sterilizzazione classica, o appertizzazione, nasce nel 1804 ad opera di Appert, il primo produttore che iniziò a sterilizzare cibo confezionato in vetro in un bagno aperto riscaldato. Successivamente la tecnica fu perfezionata, fino ad arrivare all'uso di contenitori in metallo e autoclavi. L'autoclave per la sterilizzazione degli alimenti non è altro che una camera pressurizzata con annessa una caldaia che produce vapore saturo. Ha, inoltre, anche dei sistemi di controllo della temperatura e della pressione, che differiscono a seconda dell'alimento che si vuole sterilizzare. L'uso della sterilizzazione classica avviene successivamente al confezionamento, appena prima di iniziarne la distribuzione e lo stoccaggio. 

Il metodo UHT, invece, è in grado di raggiungere alte temperature per brevi periodi, caratteristica che lo differenzia dall'appertizzazione. Il vantaggio, dei pochi secondi di applicazione della tecnica sull'alimento, è che vengono mantenute le sue caratteristiche nutrizionali, ma anche organolettiche, in misura maggiore rispetto alla sterilizzazione classica. 

L'UHT indiretto si usa per alimenti che devono poi essere confezionati in modo asettico, come nel caso degli yogurt, del latte a lunga conservazione, dei succhi di frutta, del vino o degli omogeneizzati. In questo metodo si usano degli scambiatori di calore formati da piastre ravvicinate. 

L'UHT diretto, invece, si usa per tutti quei prodotti a bassa viscosità. In questo caso, il calore è a diretto contatto con l'alimento tramite iniezione o infusione. Nell'iniezione il vapore viene tenuto ad alta pressione e iniettato in un alimento liquido preriscaldato, mantenendolo a contatto per pochi secondi. Successivamente, l'alimento viene raffreddato in sottovuoto, in modo da eliminare l'acqua iniettata tramite il vapore nella fase precedente. 

Nell'infusione, invece, il calore viene immesso nell'alimento in modo da formare un sottile film che scorre lungo di esso. L'alimento è posto all'interno di una camera di vapore ad alta pressione. La viscosità del cibo in questo caso può essere anche superiore rispetto al metodo ad iniezione. Successivamente all'infusione, l'alimento viene raffreddato, sempre sottovuoto come per il metodo ad iniezione di calore. 

Tra tutti i metodi di sterilizzazione, possiamo dire che quello UHT diretto mantiene maggiormente intatte le caratteristiche nutrizionali e organolettiche dell'alimento perchè prevede tempi molto brevi di applicazione. Per contro, può portare a scottature in alcune porzioni dell'alimento, che però sono meno frequenti nel metodo ad infusione. 

Sterilizzazione e pastorizzazione: che differenze ci sono?

A differenza della sterilizzazione, la pastorizzazione degli alimenti usa temperature inferiori, dai 60 agli 85 °C, per un tempo di almeno 15 minuti di applicazione del calore. Viene fatta di solito in vapore o acqua a pressione atmosferica. La scelta della giusta tempistica e della corretta temperatura dipendono dalla tipologia di alimento considerato. 

La pastorizzazione venne inventata nel 1860 da Pasteur, che aveva fatto i suoi primi esperimenti sul vino posto a 60 °C per qualche minuto. 

Al contrario della sterilizzazione, la pastorizzazione non distrugge le spore e i microrganismi termofili, quelli cioè in grado di resistere anche a temperature molto elevate. Di conseguenza, l'alimento pastorizzato ha un tempo di conservazione inferiore e prevede la conservazione secondo precise modalità, come la refrigerazione. La pastorizzazione è, però, in grado di distruggere lieviti, muffe, enzimi microbici e alcuni tipi di batteri. 

La pastorizzazione è spesso usata per alimenti con pH inferiore a 4.5, come succhi di frutta, vino, birra e conserve, di cui vengono mantenute le caratteristiche organolettiche e nutrizionali abbastanza intatte. 

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