Succhi e nettari: Tecnologie alimentari PDF

Insegnamento: TECNOLOGIE ALIMENTARI II E PRINCIPI DI CONFEZIONAMENTO (cod. 29414; n. 6 CFU; n. 60 ore) Modulo 1-TA Succhi e nettari Urszula Tylewicz Dipartimento di Science e Tecnologie Agro-Alimentari Campus di Cesena ...

Insegnamento: TECNOLOGIE ALIMENTARI II E PRINCIPI DI CONFEZIONAMENTO (cod. 29414; n. 6 CFU; n. 60 ore) Modulo 1-TA Succhi e nettari Urszula Tylewicz Dipartimento di Science e Tecnologie Agro-Alimentari Campus di Cesena  Definizioni Dir. 2001/112/CE D.Leg. 21 maggio 2004, n. 151. Attuazione della direttiva 2001/112/CE, concernente i succhi di frutta ed altri prodotti analoghi destinati all’alimentazione umana. Denominazione di vendita Definizione a) Succo prodotto ottenuto da frutta sana e matura, fresca o conservata al freddo; per gli agrumi dall’endocarpo l’aroma, la polpa e le cellule del succo che sono separati durante la lavorazione possono essere restituiti allo stesso succo b) Succo ottenuto da succo concentrato prodotto ottenuto mediante ricostituzione con acqua del concentrato e ripristino degli aromi se opportuno reintegrazione polpa e cellule c) Succo concentrato prodotto ottenuto dal succo mediante eliminazione fisica di una determinata quantità d’acqua almeno il 50 per cento per prodotti destinati al consumo diretto d) Succo disidratato – in polvere prodotto ottenuto dal succo mediante eliminazione fisica della quasi totalità dell’acqua. e) Nettare acqua + zuccheri e/o miele (max 20% P/P del prodotto finito) + prodotti a), b), c), d), purea di frutta o mix di questi) All. IV: tenore min di succo/purea 25-50% = f(tipo frutto) Dove: Definizioni Frutto = fresco o conservato col freddo, sano, esente da qualsiasi alterazione, non privato di alcuno dei suoi componenti essenziali per la fabbricazione dei succhi o dei nettari di frutta e giunto al grado di maturazione adeguata ; Purea di frutta = prodotto fermentescibile ma non fermentato, ottenuto mediante setacciatura della parte commestibile dei frutti interi o senza buccia, senza eliminazione di succo. Polpa e cellule = prodotti ottenuti dalle parti commestibili del frutto senza eliminazione di succo. Per gli agrumi, per polpa o cellule si intendono gli agglomerati di succo ottenuti dall’endocarpo. il contenuto minimo di succo di frutta, di purea di frutta o della miscela di tali ingredienti deve figurare nell’etichettatura dei nettari di frutta con la dicitura «frutta...% minimo», nello stesso campo visivo della denominazione di vendita la dicitura «a base di succo/i concentrato/i» ovvero «parzialmente a base di succo /i concentrato/i» a seconda dei casi, deve figurare nell’etichettatura delle miscele di succo di frutta e di succo di frutta ottenuto da concentrato, e di nettare di frutta ottenuto interamente o parzialmente da concentrato; questa dicitura figura immediatamente accanto alla denominazione di vendita, bene in evidenza rispetto all’intero contesto e a caratteri chiaramente visibili; la denominazione di vendita dei succhi di frutta ai quali sono stati aggiunti zuccheri deve essere completata dalla dicitura «zuccherato» o «con aggiunta di zuccheri» seguita dall’indicazione del tenore massimo degli zuccheri aggiunti, calcolato in sostanza secca ed espresso in grammi per litro  Ingredienti autorizzati vitamine e sali minerali tutti i prodotti polpa e cellule tutti i prodotti sali di ac. tartarico soltanto per i succhi di uva o mosto d’uva zuccheri prodotti a), b), c) e d) diversi dai succhi di pera e di uva max 15 g/L per correggerne il gusto acido max 150 g/L per dolcificare succo di limone e/o succo tutti i prodotti concentrato di limone max 3 g/L, espresso in acido citrico anidro; biossido di carbonio tutti i prodotti Dove zuccheri = per la produzione di nettari gli zuccheri definiti dalle disposizioni legislative di recepimento della direttiva 2001/111/CE sciroppo di fruttosio zuccheri derivati dalla frutta per la produzione di succo di frutta concentrato gli zuccheri definiti dalle disposizioni legislative di recepimento della direttiva 2001/111/CE sciroppo di fruttosio per la produzione dei succhi di frutta gli stessi previsti per i succhi concentrati ma con contenuto di acqua inferiore a 2% 6 Ingredienti autorizzati  Tecnologia - succo Preparazione del frutto (lavaggio, cernita, mondatura, etc.) estrazione del succo “libero” macinazione spinta (liberazione del contenuto sommaria rottura epicarpo cellulare) + spremitura frutti a bacca (uva, ribes, lampone, frutti polposi (pomodoro, pesca, albicocca, mirtillo) e agrumi passiflora, mango) e a polpa fibrosa (mele, pere) succo torbido (polposo) chiarificazione omogeneizzazione stabilizzazione stabilizzazione mele succo limpido succo torbido frutti a bacca frutti polposi  Estrazione del succo = fuoriuscita del contenuto cellulare (soluzione acquosa vacuoli; citoplasma e suoi organuli). Nel vacuolo si trovano infatti sotto forma di soluzione acquosa zuccheri, acidi e loro sali, polifenoli e pigmenti. ❖ rottura parete cellulare → azioni meccaniche riduzione dimensioni (azioni di taglio, compressione, impatto, abrasione) → molini, passatrici, pigiatrici, birillatrici spremitura (azioni di compressione e stiramento) → torchi, presse ❖ distacco lamella mediana → degradazione pectine impiego di coadiuvanti enzimatici ❖ permeabilizzazione membrana citoplasmatica o plasmolisi → trattamenti termici - rammollimento e deformazione parete cellulare; distacco lamella; attivazione enzimi pectolitici; gelatinizzazione dell’amido; aumento turgore fino allo “scoppio”; espansione dell’aria spazi intercellulari; → congelamento – disorganizzazione del contenuto cellulare, crescita cristalli di ghiaccio; accumulo soluzioni ipertoniche → impiego di coadiuvanti chimici (SO2) –uccisione della cellula  Estrazione del succo Macerazione: complesso delle reazioni chimiche ed enzimatiche che si verificano a seguito della disorganizzazione della struttura cellulare/tissutale Estrazione S/L incremento resa in succo incremento contenuto aromi, pigmenti del succo Macchine ❖ Mulini : camera all’interno della quale operano elementi macinanti mobili a martelli (fissi, articolati)(→ mela) a coltelli (→ frutti fibrosi) a pioli (→ frutti a bacca)  Estrazione del succo ❖ Pigiatrici: frutti a bacca (uva, ribes, mirtillo, more) a rulli: scanalati, rigati, dentati, controrotanti centrifughe: proiezione del frutto contro le pareti di un buratto cilindrico mediante albero ad aspi uva → pigio-diraspatrici diraspatura mediante tamburo forato (2-2,5 cm) munito di battitore Pigiatrice-diraspatrice centrifuga orizzontale Pigiatrice-diraspatrice a rulli  Estrazione del succo ❖ Altri sistemi di estrazione ▪ disgregazione mediante coltelli rotanti variamente sagomati frutti spinti mediante coclea contro disco rotante munito di lame dentate → mela camera cilindrica per ¾ munita di lame dentate e asole per la fuoriuscita del macinato; un rotore sospinge i frutti contro le lame; lame con dentature più o meno pronunciate adatte a frutti di diversa consistenza e struttura → mela Brevetti Bucher-Guyer AG 12  Separazione del succo »libero» Sgrondatura separazione della frazione di succo “libero” riduzione volume materiale da portare alla spremitura sgrondatori statici, discontinui ▪ vasche, serbatoi con diversi tipi di grigliaggio e di scarico dei solidi sgrondatori continui ▪ canaletta inclinata con griglia di fondo e coclea di avanzamento ▪ a buratto rotante → mosto d’uva cilindro in lamiera forata rotante a bassa velocità; sullo strato di vinacce ruotano un rullo provvisto di raschiatore ed un secondo rullo laterale con funzione di sgretolare e sospingere la vinaccia durante la rotazione del buratto  Separazione del succo “legato” Presse discontinue: materiale compresso fra due piatti che si avvicinano con moto rettilineo a gabbia (orizzontale, verticale) → materiale entro recipiente a pareti forate aperte (verticali) → materiale stratificato su uno dei piatti Meccaniche Idrauliche Pneumatiche Presse continue A vite (orizzontale, verticale) A nastro 14  Estrazione globale del succo estrazione del succo mediante unica attrezzatura capace di realizzare un grado di esaurimento del materiale soddisfacente in termini qualitativi e quantitativi per centrifugazione sistemi compatti completamente automatizzabile “filtrazione centrifuga” centrifuga Sharples: purea alimentata all’interno di bolo perforato; residuo solido scaricato dal basso mediante convogliatore elicoidale che ruota a velocità inferiore a quella del bolo 15  Estrazione globale del succo decanters orizzontali tamburo cilindrico-conico orizzontale, all’interno del quale si trova un convogliatore a coclea che ruota frutti a bacca (fragola, lampone)  RAFFINAZIONE Il succo direttamente estratto dai frutti contiene particelle di polpa piu' o meno grossolane, frammenti di buccia, semi, ecc., che non contribuiscono all'aspetto ed ai caratteri organolettici del succo e possono essere causa di alterazioni e degradazioni. Le particelle piu' grossolane sono separate meccanicamente tramite setacci vibranti o raffinatrici.  Chiarificazione Torbidità: particelle fini di polpa sostanze in dispersione colloidale colloidi idrofili ▪ colloidi di natura polisaccaridica (gomme, mucillagini, pectine) ▪ proteine non denaturate colloidi idrofobi ▪ colloidi minerali ▪ sostanze tanniche ▪ proteine denaturate Fattori di stabilità: repulsione elettrostatica carica elettrica particelle: colloidi idrofobi → adsorbimento superficiale di ioni in soluzione → “doppio strato” colloidi idrofili → gruppi protonati/deprotonati dimensioni solvatazione effetto “protettore” dei colloidi idrofili su quelli idrofobi  Chiarificazione Chiarificazione spontanea → depositi antiestetici in shelf-life (vetro, agitare prima dell’uso) complessi proteine tannini pectati insolubili → PME, Ca2+ → PG (endo, eso): previene formazione del gel per depolimerizzazione struttura polisaccaride (idrolisi legami 1→4 tra due unità contigue di ac. galatturonico) ma azione non sufficiente Succhi torbidi  prevenzione chiarificazione spontanea → inattivazione termica PME → omogeneizzazione Succhi limpidi  precipitazione colloidi + centrifugazione/filtrazione Chiarificazione termica HTST (85-95 °C per 1-3 min) quando il tenore in proteine è elevato  Chiarificazione Chiarificazione enzimatica integrazione corredo enzimatico della materia prima con enzimi commerciali di origine fungina ▪ pectolitici (PME + PG): demetilazione e depolimerizzazione pectine  diminuzione effetto “protettore” ▪ proteolitici ▪ amilolitici Chiarificazione chimica (collaggio) proteine (gelatina, albumina, colla di pesce, caseina) in eccesso (colloidi +) + tannino, bentonite (colloidi -) formazione di fiocchi complessi di dimensioni e massa volumica tali da sedimentare con sufficiente velocità inglobamento e precipitazione di altre sostanze intorbidanti presenti e dei frammenti di polpa Surcollaggio: precipitazione di proteine in eccesso in fase di trattamento termico e durante la conservazione ( aggiunta tannino/bentonite) 20  Filtrazione fase finale di “raffinazione” dei succhi limpidi rimozione intorbidamenti formatisi durante lo stoccaggio Filtro rotativo continuo (Oliver) cilindro orizzontale (lamiera forata, rete metallica fitta) sul quale è avvolta la tela filtrante (nylon) che ruota parzialmente immerso in una vasca nella quale è alimentato il succo da filtrare P = vuoto all’interno del cilindro coadiuvanti di filtrazione: materiali pulverulenti inerti, incomprimibili, che vengono utilizzati disperdendoli nella fase liquida da filtrare; si depositano sul mezzo filtrante formando uno strato il cui spessore aumenta con il procedere della filtrazione mantenendo inalterata la porosità panello sporco panello pulito 21  Filtrazione Filtropressa insieme di elementi di due tipi (piastre cave, telai) impaccati alternativamente in apposito telaio con interposizione di tele filtranti il liquido da filtrare viene alimentato a pressione nei telai; il filtrato si raccoglie all’interno delle piastre Filtropressa a cartoni elementi tutti identici scanalati sulle due facce tra i quali sono inseriti “cartoni” in materiale filtrante che fungono anche da guarnizione cartoni: pannelli prefabbricati a struttura porosa (cellulosa, farina fossile, fibra di vetro) 22  OMOGENEIZZAZIONE E' una tappa fondamentale del processo di preparazione dei succhi polposi diretta ad impedire la sedimentazione delle particelle solide mediante la riduzione delle dimensioni delle stesse a valori di pochi micron. Le particelle cosi' ridotte non potendo vincere la viscosita' del succo rimangono in sospensione.  Disaerazione La disaerazione si effettua sottoponendo il succo in strato sottile ad un vuoto spinto. Sotto l'azione del vuoto, a temperatura non elevata, inizia una parziale ebollizione che determina l'allontanamento dell'aria. Un processo piu' recente e piu' semplice di disaerazione consiste nel rimuovere l'ossigeno disciolto mediante una corrente di azoto iniettata nel liquido sotto forma di bolle molto fini.  PASTORIZZAZIONE DOPO IL CONFEZIONAMENTO: Il succo viene introdotto freddo, o ad una temperatura non superiore ai 70-75 °c, nei recipienti, bottiglie di vetro o scatole metalliche; questi dopo la chiusura vengono riscaldati in un bagno o sotto docce d'acqua, quindi raffreddati. Con i recipienti di vetro, che non sopportano gli choc termici, il trattamento comprende in generale 15 minuti per salire fino a 70° c, 15' di permanenza a questa temperatura e 15' per il raffreddamento. Nel caso di succhi di frutta in scatole metalliche e' possibile e vantaggioso scaldare piu' rapidamente, in acqua bollente o anche con vapore sotto pressione, preferibilmente agitando le scatole allo scopo di accelerare la penetrazione del calore ed abbreviare la durata del riscaldamento con uso di uno sterilizzatore con scatole mantenute in rapida rotazione  RIEMPIMENTO A CALDO E AUTOPASTORIZZAZIONE : Si attua una pastorizzazione "lampo" che consiste nel portare rapidamente il succo a 95-97 °C, nel mantenerlo a questa t° per una dozzina di secondi, quindi nel raffreddarlo il piu' rapidamente possibile fino a 82-85 °C. Successivamente si introduce a questa t° nei recipienti (preliminarmente riscaldati se si tratta di recipienti di vetro); questi vengono chiusi immediatamente, girati o agitati in modo che il liquido caldo venga a contatto con ogni superficie interna del recipiente e la renda asettica, mantenuta cosi' per 3-4 minuti, quindi rapidamente raffreddati. Riscaldamento e raffreddamento vengono utilizzati in scambiatori di calore a piastre o tubolari nei quali il succo circola in strato sottile. Si puo' pastorizzare anche sotto pressione, trattamenti h.T.S.T. Es. Succo di pomodoro: 4-5 secondi a 130°c e succo di arancia: 3 secondi a 107°C.  RIEMPIMENTO ASETTICO Dopo la pastorizzazione "flash" il succo viene immediatamente e asetticamente raffreddato fino a 5-10 °C, Le ulteriori operazioni di riempimento e chiusura dei recipienti vengono ugualmente realizzate in ambiente asettico. Trattandosi di prodotti acidi puo' essere sufficiente un'atmosfera di vapore a 97 - 100°C per ottenere una asetticita' soddisfacente. RIASSUNTO DEI METODI DI PASTORIZZAZIONE  Succo d’uva Coadiuvanti filtrazione max 4-5 ore post-raccolta (farina diatomee) Ricevimento (inizio fermentazione) Lavaggio filtri rotativi Filtrazione filtripressa Pigio- Raspi diraspatura foglie a 60 °C in scambiatori tubolari Estrazione uve bianche incremento estraz. sostanze fenoliche (antociani) Riscaldamento inattivazione PPO enocianina incremento resa in succo (attivazione PME) macerazione con solfitazione sosta E decantazione succo libero (50-60%) conc. sotto vuoto o essicc. spray 30 min Coadiuvanti spremitura E 163 Antociani (Estratti dai prodotti orto- frutticoli con sgrondatura procedimenti fisici Pressatura Bucce esauste solido 40-50% soffice  linea succo limpido linea succo torbido Succo d’uva filtri rotativi filtripressa Filtrazione inattivazione PME Succo Riscaldamento scambiatori tubolari o piastre limpido T finale 90 °C per 1 min Concentrazione Raffreddamento 60-65 °Bx surnatante Succo E torbido tank sosta T = 0 °C; t = 10-15 gg concent surnatante idrolisi macromolecole (pectine, cellulosa, diluizione rato proteine) → solo succo limpido Filtrazione precipitazione tartrati K, Ca deposito filtri rotativi o filtripressa (farina di diatomee) filtro a cartoni Centrifugazione succo UF tangenziale (preceduta da filtrazione tradizionale) Tartrati Succo d’uva Composizione di massima del succo d’uva pH 3,0 – 3,9 zuccheri g/L 170 – 290 rapporto glu/fru 0,96 – 1,10 azoto totale mg/L 200 – 1000 ac. tartarico g/L 0,7 – 4,8 ac. malico g/L 2,7 – 5,3 acidità totale meq/L 75 – 170 solfati (K2SO4) g/L 1,3 – 1,8 cloruri (NaCl) mg/L 7 – 20 calcio mg/L 75 – 230 magnesio mg/L 100 – 270 potassio g/L 1,0 – 2,2 pectine g/L 0,5 – 3,5 sostanze fenoliche mg/L 300 – 2000  Succo di mela prodotto non idoneo per il mercato del fresco (calibro, colore, forma, modeste alterazioni superficiali) in ogni caso: frutti al giusto grado di maturazione, integri, esenti da muffe, parassiti, alterazioni fisiologiche (es. danni da freddo) standardizzazione caratteristiche compositive e sensoriali mediante mix di cv diverse Cernita manuale grossolana! (frutti gravemente danneggiati, visibilmente ammuffiti) Raccolta (pre-processing) eliminazione frutti che possono influire negativamente sulla qualità del prodotto finito (accettabili leggere ammaccature, cicatrici da grandine, colorazioni non omogenee, etc) Conferimento bins immersione con agitazione (pneumatica o idraulica) seguito Ricevimento Cernita Lavaggio da risciacquo finale per aspersione su nastro a rulli Cernita Stoccaggio facile conservazione (ottimale 0 °C) stoccaggio separato lotti cv di interesse 32  Succo di mela pectinasi, cellulasi, emicellulasi Macerazione 50 °C Macinazione enzimatica coadiuvanti di spremitura (cellulosa in fibre 1-2%; pula Pressatura Polpe estrazione pectine di riso) esauste alimentazione zootecnica succo linea succo limpido Ac. ascorbico 500 ppm (anche no per succo limpido) HTST 95-105 °C Tratt. raffredd. immediato termico Tratt. Confezionamento rapida inattivazione E termico pectolitici Centrif. o filtraz. Succo grossolana torbido Tratt. Confezionamento termico 33  Succo di mela PME, PG evitare gelificazione pectine per RS > 50- 50 °C per 1 ora (Trattam. 55 °Bx al pH del succo 15-20 °C per 8 ore enzimatico) T intermedie da evitare per controllare 10-15 °C per 10 ore sviluppo microbico (lieviti) gelatina 50-500 g/1000 L raff. a 0 °C bentonite 50-100 g/1000 L o silice sintetica Chiarificazione (Kieselsol) 500 mL al 30%/1000 L surnatante evitare eccesso gelatina (surcollaggio) per evitare deposito intobidamenti nel prodotto finito (haze) schiarenti PVPP o carbone enologico PVPP Filtrazione/UF Centrifugazione tank Concentrazione concent RS 65-70 °Bx rato acqua deionizzata o poco mineralizzata rec. aromi mix di con. diversi al fine di standardizzare Tratt. termico caratteristiche organolettiche e compositive Diluizione Succo limpido Confezionamento Filtrazione/UF 34  Succhi di ortaggi Linea carote Raffreddamento 40-50 °C Lavaggio vapore + ac. citrico E pectolitici Pelatura (pH a 4,2-4,3) cellulasi Trattam. enzimatico abrasione Triturazione Setacciatura 85-90 °C Scottatura tubi conc. Pressatura Sterilizzazione Raffreddamento 125 °C per 40-50 sec Sterilizzazione (vantaggi qualitativi e produttivi) Confez. asettico Raffreddamento Succo Purea Confez. asettico torbido 35  Nettari nettare: prodotto tipicamente italiano, pressochè sconosciuto all’estero pera (35%); pesca (27%); albicocca (23%); mela, arancia e miscele di frutti (resto) succhi: a differenza dei nettari sono prodotti che fino a diversi anni fa non rientravano nelle abitudini alimentari del nostro Paese (quantità e varietà di frutta fresca disponibile nel corso dell’anno); situazione inversa nei paesi del nord europa evoluzione del confezionamento: per i nettari calo sensibile della confezione in vetro (0,125 L) a vantaggio di quella in poliaccoppiato; per i succhi aumento considerevole della confezione in poliaccoppiato da 1 L (oggi modalità largamente prevalente di commercializzazione) Williams Pero (Pyrus communis) Williams è la varietà più coltivata al mondo particolarmante adatta alle trasformazioni industriali Max Red Bartlett (o William rossa) 36  Nettari Pesco (Prunus persica) pesca → epicarpo tomentoso nettarina → epicarpo liscio in entrambi i casi: cv a polpa gialla o bianca cv a nocciolo aderente (duracine) o libero (spiccagnole) per la produzione di nettari: varietà a polpa gialla frutto 120-280 g non più del 20% di nettarine (influenza buccia 5-6% negativa sul colore che tende nocciolo 10-15% all’arancione) Albicocco (Prunus armeniaca) per la produzione di nettari: frutti medio-piccoli frutto 25-60g > 40-45 g: conserve sciroppate, canditi, nocciolo 15-20% essiccati 37  Nettari - Tecnologia Raccolta in campagna di raccolta (maggio-settembre) Purea (semilavorato) lavorazione differita Prodotto finito Qualità materia prima trasformata in relazione a: andamento produzione andamento mercato del fresco 38  Purea pesca, albicocca denocc. a rulli Ac. ascorbico soluz. 2-3 % P/V noccioli pesche e nettarine a (300-400 ppm nella polpa) Snocciolatura Spazzolatura nocciolo aderente manuale Noccioli Raccolta grado maturazione ottimale Polpa estrazione olio mandorla combustibile Conferimento 100 °C tubi conc. prevenzione EB (PPO); prevenzione Blanching tipo, grado di maturazione, sedimentazione (PME); Ispezione presenza di muffe, etc. miglioramento resa in purea passatrice 1,5 mm 50-60 °C due vasche in successione Setacciatura Degasatura Lavaggio raffinatrice 0,5 mm 7-8x104 Pa con incremento agitazione Trattamento 115 °C per 30-40 sec Cernita grossolana Raffreddamento termico tubi conc. aspersione su Risciacquo nastro a rulli Tank 15 °C asettico purea Repitter (ripassatrice): rilavorazione dei mezzi frutti, anche già pelati, che presentano ancora il nocciolo intero o mezzo nocciolo dopo la denocciolatura. 39  Purea pera manuale Raccolta anticipata (resistenza meccanica) Conferimento 1 °C; RH% = 85 Tank Stoccaggio maturazione 4-5 gg a 20-22 °C asettico (riduzione formazione sclereidi) purea Cernita 15 °C immersione con agitazione Raffreddamento Lavaggio idraulica o pneumatica Trattamento Chopping Blanching Setacciatura termico passatrice 0,85 mm 115 °C per 30-40 sec raffinatrice 0,5 mm tubi conc. 40  Nettari Tank Juice-and NectarReconstitutionLines asettico purea acqua demineralizzata sciroppo saccarosio (60 °Bx) ac. ascorbico ac. citrico finale: circa 15 °Bx; pH 3,7-3,9 (3,9-4,2 per pera); acidità titolabile (ac. citrico) 0,45-0,48%; ac. ascorbico non inferiore a 150-200 mg/Kg Trattamento Riscaldamento Disaerazione termico Confezionamento Nettare 41  Dott.ssa Urszula Tylewicz Dipartimento di Scienze e Tecnologie Agro-Alimentari [email protected] www.unibo.it