Valutazione Post-Raccolta 2 PDF

VALUTAZIONE POST-RACCOLTA 2 08/10/2024 GIUSEPPE MONTEVECCHI Varietà-colore-macchie-consistenza-difetto-dimensione Maturazione-olfatto-consistenza °Bx→misura i solidi solubili o zuccheri, come saccarosio. Quest’ultimo formato da glucosio e fruttosio. Rifrattometro→mis...

VALUTAZIONE POST-RACCOLTA 2 08/10/2024 GIUSEPPE MONTEVECCHI Varietà-colore-macchie-consistenza-difetto-dimensione Maturazione-olfatto-consistenza °Bx→misura i solidi solubili o zuccheri, come saccarosio. Quest’ultimo formato da glucosio e fruttosio. Rifrattometro→misura l’indice di rifrazione e °Brix Acidità→ di solito l’acidità de cresce, durante la maturazione invece il grado zuccherino cresce. Per misurarla si usa Ph-ametro (deve essere calibrato). 15/10/2024 CENNI STORICI Inizio del XX secolo – Ispezione visiva e controllo manuale (1920-1950) Metodi: i primi metodi di controllo della qualità si basavano principalmente sull’ispezione visiva, manuale e olfatÝva. Gli operatori esaminavano il colore, la forma, la dimensione e la presenza di eventuali difetÝ visibili (marciumi, macchie, parassiti). Apparecchiature: nessuna apparecchiatura tecnologica sofisticata veniva utilizzata, si trattava di un processo completamente manuale. Strumenti, come bilance meccaniche, erano usati per il controllo peso. Anni ’50-’70: Normative e Standardizzazione Metodi: con l’inizio della standardizzazione delle normative internazionali sulla qualità (standard OCSE – Organizzazione per la Cooperazione e lo Sviluppo Economico – e Codex Alimentarius – FAO e OSM), sono stati introdotÝ criteri più precisi per la classificazione della frutta e della verdura in base a parametri come la dimensione, il colore, il contenuto di zuccheri e l’acidità. Apparecchiature: bilance di precisione, calibri e strumenti per misurare il diametro e la dimensione del frutto. Inoltre, venivano introdotÝ i primi strumenti per la misurazione del contenuto di solidi solubili (rifrattometri portatili per misurare il contenuto di zuccheri). Molto importante era effettuare un campionamento rappresentativo. Anni ’80- ’90: Automazione e prime tecnologie otÝche Metodi: si comincia a introdurre l’automazione nel controllo di qualità con macchine di selezione e classificazione basate su parametri visivi e dimensionali. I primi software di analisi delle immagini vengono utilizzati per identificare difetÝ e anomalie. Apparecchiature: le linee di confezionamento automatizzate vengono dotate di macchine per la cernita otÝca e meccanica, in grado di suddividere i prodotÝ in base a criteri visivi come il colore e la dimensione. I rifrattometri digitali sostituiscono quelli manuali, migliorando la precisione nella misurazione del contenuto zuccherino. Il campionamento rappresentativo è un’analisi distrutÝva del campione, successivamente si sono sviluppate analisi del campione non distrutÝvi. Anni 200: Sistemi di imaging e sensori Metodi: l’introduzione di tecnologie avanzate come l’imaging iperspettrale, la spettroscopia e i sensori a infrarossi rivoluziona il controllo della qualità. Questi metodi permettono di analizzare la composizione chimica e fisica del frutto senza distruggerlo, monitorando parametri come maturazione, contenuto di acqua e zucchero. Apparecchiature: Imaging iperspettrale: permette di rilevare difetÝ interni e anomalie invisibili all’occhio umano→evoluzione dell’insieme del NIR e statistica Spettroscopia NIR (vicino infrarosso): misura parametri compositivi del prodotto, da informazioni su maturazione, grado zuccherino ecc. Cromatografi: utilizzati per analizzare la composizione dei gas emessi (ad esempio etilene) e altri composti volatili, che indicano il grado di maturazione o di degradazione  Termocamere: rilevano la temperatura superficiale, permettendo di individuare problemi legati a malatÝe o deterioramento (La differenza tra gli anni 90 e 2000, è che alla fine vengono utilizzati tutÝ i dati, messi nel software di statistica, ed infine decifrati). 2010-2020: Intelligenza artificiale e IoT Metodi: i sistemi di intelligenza artificiale (AI) vengono impiegati per analizzare grandi quantità di dati raccolti da sensori e telecamere. La combinazione di AI e Internet of Things (IoT) permette di nominare la qualità in tempo reale lungo tutta la filiera della coltivazione allo stoccaggio. IoT→cercare di utilizzare la rete internet in concomitanza con i sensori Apparecchiature: Sensori IoT: Installati nelle serre o nei magazzini per monitorare umidità, temperatura e gas emessi, permettendo di prevedere la qualità del prodotto Spettrometri NIR portatili: questi dispositivi consentono agli operatori di effettuare analisi immediate del contenuto di zuccheri e altri parametri direttamente in campo o su una linea. Nel contesto del controllo della qualità dell’orto-frutta, IoT si riferisce all’applicazione di sensori intelligenti e dispositivi connessi a Internet (interconnessi) che monitorano vari parametri lungo l’intera filiera produtÝva, dalla coltivazione alla distribuzione.  CONCETTO DI QUALITÀ Definizione di qualità per i prodotÝ ortofrutÝcoli Norma Internazionale UNI EN ISO 8402 (1995) La qualità è l’insieme delle proprietà e delle caratteristiche di un prodotto in grado di soddisfare esigenze espresse o implicate del cliente che usufruisce del prodotto o servizio Norma ISO 9000 (2000) Qualità: capacità di un insieme di caratteristiche inerenti ad un prodotto, sistema, o processo di ottemperare a requisiti in clienti e di altre parti interessate. QUALITÀ Attributo dell’oggetto → product oriented; misurabile e quindi oggetÝvo Livello di soddisfazione del consumatore→ consumer oriented LA FILIERA DELLA QUALITA’ ObbietÝvo – Prendere decisioni strategiche per garantire la qualità del prodotto lungo tutto il processo post-raccolta, cercando di mantenere elevati standard nutrizionali, sensoriali, di sicurezza e commerciali, riducendo al contempo sprechi e perdite economiche. Definizione di qualità per prodotÝ ortofrutÝcoli Esistono molteplici aspetÝ legati alla “qualità dei prodotÝ agroalimentari”, che possono essere di natura: OggetÝva→dipendono da standard che misurano proprietà dell’alimento/prodotto SoggetÝva→ sono legati alle aspettative e ai gusti del consumatore Il concetto di qualità ha subito nel tempo una sostanziale evoluzione, condizionata dagli stessi consumatori che, richiedono prodotÝ sani, sicuri, nutrienti ottenuti nel rispetto dell’ambiente e dell’etica del lavoro hanno ridefinito i parametri che la caratterizzano. ASPETTI→Sociali, economici, di genere, culturali, caratteriali, edonistici, etici, stile di vita ecc. Qualità Legale e Normativa Normative di qualità e sicurezza: le legislazioni nazionali ed internazionali fissano standard per i residui chimici, contaminanti microbiologici, etichettatura e altre caratteristiche qualitative che devono essere rispettate per garantire la conformità dei prodotÝ nei mercati. Qualità Fisica e Sensoriale Aspetto esteriore: dimensione, forma, colore, brillantezza uniformità del prodotto, che influenzano l’attratÝva visiva. Qualsiasi danno fisico, come ammaccature o lesioni, può ridurre la qualità percepita. Peso e volume: una riduzione significativa del peso dovuta alla perdita di acqua durante la conservazione può essere considerata un difetto di qualità. Consistenza e texture: la durezza, croccantezza o morbidezza del prodotto, succosità ecc., elementi che ne determinano la qualità percepita durante il consumo. Un’alterazione della texture, come nel caso di frutta troppa matura o secca, può far percepire il prodotto come di scarsa qualità. Qualità chimico e sensoriale Odore e aroma: profumi che derivano da sostanze volatili naturali e che possono influenzare la percezione della freschezza o del gusto. Sapore: equilibrio tra dolcezza, acidità ed eventuali note amare o sapide che determinano il piacere gustativo. Qualità Nutrizionale Contenuto di nutrienti: frutta e verdura sono fonti di vitamine, micro e macro-elementi, polifenoli, fibre, ecc. La qualità nutrizionale dipende anche dalla corretta gestione post-raccolta che preservi queste sostanze. Degradazione dei nutrienti: l’esposizione alla luce, calore o ossigeno può ridurre il valore nutrizionale durante lo stoccaggio e il trasporto. Freschezza: un prodotto fresco è generalmente associato a un migliore valore nutrizionale rispetto a uno stantio o conservato troppo a lungo. Sicurezza Alimentare Contaminazione microbiologica: la qualità post-raccolta dipende dalla capacità di minimizzare la proliferazione di batteri, funghi e altri agenti patogeni che possono causare malatÝe di origine alimentare. Residui di pesticidi e contaminanti: il rispetto dei limiti legali dei residui di fitofarmaci è fondamentale per garantire che i prodotÝ siano sicuri per il consumo. Sicurezza igienica: pratiche di manipolazione, imballaggio e trasporto adeguate riducono i rischi di contaminazione e deterioramento. Qualità Fisiologica Maturazione: la raccolta al giusto grado di maturazione è cruciale per preservare il gusto e la consistenza. Un frutto raccolto troppo presto potrebbe non sviluppare pienamente il sapore, mentre un raccolto tardivo potrebbe deteriorarsi rapidamente. Concentrazione: di zuccheri, acidi organici, composti volatili e altre sostanze biochimiche possono influenzare il sapore e l’aroma del prodotto. Respirazione: i prodotÝ freschi continuano a respirare dopo la raccolta, e il controllo di questo processo (ad esempio attraverso refrigerazione o atmosfera modificata) è essenziale per prolungare la conservazione.  Etilene: alcuni prodotÝ rilasciano etilene, un gas che accelera la maturazione. Controllare l’esposizione all’etilene (con un inibitore) può rallentare o accelerare i processi di maturazione. Qualità Tecnologica Conservabilità: dipende dalle condizioni di stoccaggio (temperatura, umidità relativa, atmosfera controllata) che permettono di prolungare la vita utile del prodotto senza compromettere le caratteristiche di freschezza. Imballaggio: gli imballaggi devono proteggere i prodotÝ da urti, contaminazioni e disidratazione, mantenendo l’aspetto e la qualità del prodotto. Materiali innovativi possono contribuire a prolungare la shelf-life attraverso il controllo dell’umidità e dei gas all’interno delle confezioni. Trasporto e logistica: le condizioni durante il trasporto influenzano la qualità finale del prodotto. Refrigerazione adeguata e movimentazione attenta sono essenziali per prevenire danni fisici e perdite di qualità. Qualità Ambientale e Sostenibile Sostenibilità delle pratiche post-raccolta: l’uso efÏciente dell’energia (refrigerazione, trasporto) e l’adozione di tecnologie sostenibili (come imballaggi biodegradabili o a basso impatto ambientale) sono fattori sempre più rilevanti per la qualità complessiva dei prodotÝ agricoli. Riduzione degli sprechi: una gestione otÝmale della qualità post-raccolta riduce le perdite durante la filiera, migliorando l’efÏcienza e limitando l’impatto ambientale. Qualità Economica Valore commerciale: dipende dall’aspetto esteriore e dalla freschezza del prodotto. Le imperfezioni fisiche o la presenza di difetÝ riducono il prezzo di vendita. Durata di conservazione: una lunga durata di conservazione permette di ridurre i costi associati alla logistica e di aumentare la disponibilità del prodotto nei mercati. esercitazioni 28 e 29 novembre, 5 dicembre. lezione del 29/10/2024 ADDETTI ALLA QUALITA’ Mansioni e formazione permanente Controllo qualità Assicuratore qualità Analista (stagionale)→ necessità di assumere personale per lavorare in laboratorio in base al prodotto di stagione Tuttofare→ modifiche delle apparecchiature, chi riesce ad usare tali macchine, quello che può risolvere diversi problemi Rapporto 1:3 tra modifiche ordinarie e straordinarie. Entrambi si occupano di qualità. QA→set di atÝvità pianificate all’interno del processo del prodotto per la sicurezza e la qualità (pianifica) QC→ sistemi e processi usati per determinare che la produzione abbia i cosiddetÝ requisiti standard (procedure di verifica) QA è concentrata sull’intero processo, ha un approccio reatÝvo con gestione manageriale, mentre QC si concentra sul determinato controllo, con approccio corretÝvo e gestione di specifici team. QA determina la produzione a monte, QC a valle. La formazione permanente è un obbligo, anche se per l’azienda ha un costo (quindi dipende dal contesto). Però l’azienda ha il dovere di determinare al proprio lavoratore un aggiornamento continuo. Dinamiche aziendali – rapporti con i colleghi, con superiori, con i clienti Rapporti con i superiori: Professionalità Confidenza Distacco o coinvolgimento Complicità Mettersi a disposizione gratuitamente Non lasciare che i superiori ne approfitÝno ETICA NEL LAVORO Completare il pdf 4 Pdf 5→Lezione del 12/11/2024 IL LABORATORIO CHIMICO DI CONTROLLO 1. Acqua (+ vapore, ghiaccio) 2. Energia elettrica 3. Gas 4. Aria compressa 5. Vuoto 6. Smaltimento rifiuti 7. Sistemi di aerazione, regolazione termo-igrometrica. 8. Sistemi di prevenzione (incendi, infortuni, evacuazione) 9. UfÏcio (procedure, archivi, ordini) I materiali: vetro, metalli, plastiche, elastomeri La pulizia Gli strumenti di chimica-analitica più in uso nell’industria alimentare Organizzazione del lavoro in laboratorio (time management, riunioni) La manutenzione e le calibrazioni La normativa antinfortunistica I criteri che regolano la scelta degli investimenti, capitolati d’acquisto, ricerca di mercato, preventivi, consegne, DUVRI, ecc. Gestione dei dati (sicurezza informatica, cloud) Elementi di statistica inferenziale Compilazione di un report e del certificato chimico d’analisi Strumenti per la ricerca bibliografica Gestione degli audit interni ed esterni nel laboratorio chimico RIFIUTO Il rifiuto è qualsiasi sostanza o oggetto che scartiamo o intendiamo o abbiamo bisogno di scartare. FOOD WASRE HIERARCHY (FWH) 1. Prevenzione/minimizzazione→ la prima da intraprendere è la prevenzione degli sprechi alimentari in ogni fase della filiera alimentare: a. Produzione b. Trasformazione c. Distribuzione d. Consumo (FAR WEST) e. bioconservazione Come prevenire/minimizzare? Pianificazione accurata della produzione Minimizzazione degli sfridi Gestione delle scorte  Pianificazione accurata degli acquisti Corretto stoccaggio degli alimenti Corretta distribuzione degli alimenti 2. Preparazione per il riutilizzo: il secondo livello prevede la preparazione degli alimenti non venduti o non consumati per il riutilizzo, come ad esempio il recupero delle eccedenze alimentari per: a. Distribuzione ai bisogni in primis b. Poi mangime per animali e lavorazione di biomateriali TOO GOOD Quando si verificano eccedenze alimentari, la migliore destinazione, che garantisce il massimo uso prezioso delle risorse alimentari commestibili, è quella di ridistribuirle per il consumo umano. 3. Riciclo: il terzo livello riguarda il riciclo degli alimenti non destinati al consumo umano, attraverso la trasformazione in: a. Compost b. Altri prodotÝ utili (consentiti della legge) 4. Recupero energetico: il quarto livello prevede il recupero energetico degli alimenti attraverso la produzione di biogas o di energia elettrica a. Digestione anaerobica b. Incenerimento per la generazione di calore 5. Smaltimento: l’ultimo livello prevede lo smaltimento degli alimenti che non possono essere utilizzati né riciclati. La forma geometrica perfetta della piramide viene sostituita da uno schema più completo ma senza una forma precisa QUALITÀ 1°Gamma→ prodotÝ freschi o deperibili che non hanno subito nessun trattamento di conservazione; es. ortofrutta, prodotÝ itÝci, carne, ecc 2°Gamma→ prodotÝ in scatola e conserve. Essi hanno subito trattamenti di conservazione (sterilizzazione, liofilizzazione e pastorizzazione). 3°Gamma→ alimenti congelati e surgelati. Es. ortaggi pronti per la cottura che hanno subito una mondatura 4°Gamma→ sono prodotÝ ortofrutÝcoli di pronto consumo. Frutta e Verdura fresche, lavate, asciugate, tagliate, confezionate in vaschette o in sacchetÝ di plastica in atmosfera controllata o modificata. Esempi di 4°gamma→ insalate singole e miste, rucola e radicchio, scarola e radicchio, prezzemolo, minestrone, verdure aromatiche miste, bietola, cicoria, pannocchie, ruchetta a mazzetÝ, ruchetta sciolta, cuore di sedano, cuore di scarola, fiori di zucca, carote, broccoletÝ, spinaci, patate sbucciate e tagliate a fette, cubetÝ di cipolla, funghi champignons affettati, pesche, mango, melone, arance a spicchi, … 5°Gamma→ prodotÝ pre-cotÝ o pre-cucinati NON surgelati. Oltre ad essere già stati puliti e mondati, sono cucinati e conservati sottovuoto con una conservabilità di 1-3 setÝmane a 0-3°C pronti da rigenerare e servire. Es. lasagne, pizze pronte, minestre in busta, verdure… →prodotÝ ortofrutÝcoli che, dopo una prima lavorazione preliminare (selezione, lavaggio, taglio, pelatura) vengono precotÝ, sterilizzati e confezionati sottovuoto (conservazione medio-lunga) o cotÝ al vapore, grigliati o lessati e confezionati in atmosfera protetÝva (prodotÝ deperibili). SVILUPPO E IMPINTO DEL SISTEMA QUALITA’ E SICUREZZA ALIMENTARE-SOSTEMIBILITA’ AMBIENTALE DI PROCESSI E PRODOTTI AGROINDUSTRIALI (VEGETALI DI 4 GAMMA)  QUALI VANTAGGI E SVANTAGGI PER IL CONSUMATORE? Proprietà benefiche di frutta e verdura-cenni Contenuti benefici: Carboidrati Vitamine (A, C, E, K...) Minerali (fosforo, ferro…) Antiossidanti Acido folico Acqua RAZIONE: Le porzioni proposte dal decalogo sono “almeno” 5 porzioni di frutta e/o verdura, con il suggerimento di variare il più possibile le stesse ed utilizzare prodotÝ di stagione Tra queste, le porzioni di verdura da consumare dovrebbero essere 2-3 al giorno Alimento minimamente trattato→ derrata alimentare (vegetale) che ha subito un primo livello di trasformazione che consiste nelle operazioni preliminari, comunemente eseguite a livello domestico. Cernita Lavaggio Mondatura Taglio Confezionamento Conservazione Definizione legislativa – Art. 2 – DL 13 maggio 2011, n.77 Si definiscono prodotÝ ortofrutÝcoli di 4° gamma i prodotÝ destinati all’alimentazione umana essi siano freschi, confezionati e pronti per il consumo che, dopo la raccolta, sono sottoposti a processi tecnologici di minima entità atÝ a valorizzarli seguendo le buone pratiche di lavorazione articolate nelle seguenti fasi: selezione, cernita, eventuale monda e taglio, lavaggio, asciugatura e confezionamento in buste o in vaschette sigillate, con eventuale utilizzo di atmosfera protetÝva. LA MATERIA PRIMA I vegetali destinati ad essere tagliati o pelati e conservati per svariati tempi devono essere di prima qualità in quanto, durante il processo di lavorazione, non sono previsti trattamenti di stabilizzazione specifici. Importante garantire anche la sicurezza alimentare. I requisiti più importanti riguardano la scelta della varietà (determinate caratteristiche strutturali, metaboliche e compositive) e l’accurata selezione dei fornitori (specifiche relative alle operazioni di coltivazione, raccolta e post-raccolta al fine di prevenire le contaminazioni microbiche). Raccolta manuale o meccanica→ le operazioni di raccolta comprendono: il distacco dei vegetali dalla pianta o l’estirpazione dal terreno, deposizione in apposite ceste/cassoni/cassette per il trasporto in azienda, movimentazione. Operazione delicata: importante eseguirla velocemente e nelle prime ore del matÝno per evitare “danni da caldo”. Trasporto→ strettamente coordinato alla raccolta, in modo da ridurre al minimo l’intervallo di tempo necessario per l’ingresso nella linea di lavorazione. La qualità finale dei prodotÝ è inversamente proporzionale a tale intervallo, anche perché più tempo occorre e più aumentano le difÏcoltà di assicurare un buon condizionamento. La qualità del prodotto può essere soltanto preservata durante il trasporto. I vegetali freschi possono essere rovinati per effetto di residui di carichi precedenti: odori, sostanze tossiche, insetÝ insediati negli anfratÝ, residui vegetali in decomposizione, sporcizia intasante le griglie di areazione e del sistema di raffreddamento. I prodotÝ devono essere protetÝ da maltrattamenti e circostanze come: rudi manipolazioni durante carico e scarico; compressione da parte di contenitori soprastanti; vibrazioni e scosse durante il trasporto; perdita di umidità e temperature non idonee; contaminazione incrociata con altri prodotÝ (odori, residui, ecc.) REFRIGERZIONE Il rispetto della catena del freddo rappresenta il principale mezzo per rallentare la crescita microbica e il metabolismo dei vegetali. Il calore di respirazione prodotto dai vegetali varia con l’intensità della respirazione, che dipende da molti fattori e in particolare dal tipo di prodotto (specie e organo) e, appunto, dalla temperatura. PULITURA, PRE-LAVAGGIO E LAVAGGIO Queste operazioni svolgono un ruolo importante per ridurre i livelli di contaminazione. L’obbietÝvo principale della pulitura e del lavaggio è quello di rimuovere il terreno ed altri materiali estranei dalle superfici vegetali; non può essere inteso come un mezzo di rimozione dei microrganismi, non essendo efÏcace a tal fine, anche se potenziato con i più atÝvi biocidi ammissibili. Fattori importanti riguardano la qualità dell’acqua che, ovviamente. Deve essere potabile; oltre a ciò deve presentare adeguate temperature (< 5°C), dev’essere immessa attraverso adeguata turbolenza per favorire il distacco dei residui da campo e dei microrganismi adesi alle pareti; dev’essere di adeguate quantità, correlate al fattore di diluizione durante il lavaggio (5-10 L/Kg di acqua prima del taglio e 3-5 L/Kg dopo il taglio – riferite al Kg di prodotto). L’efÏcacia antimicrobica del lavaggio tende a ridursi con l’aumento del tempo di conservazione dei vegetali dopo la raccolta, per la crescente probabilità che i microrganismi si siano saldamente fissati in posizioni inaccessibili, incorporati in biofilm, ossia in una matrice cellulare polisaccaridica che tiene unite le cellule e le incolla alle superfici di attacco. Il biofilm aumenta la resistenza dei microbi ai disinfettanti. Un lavaggio con acqua ad una temperatura inferiore a quella dei vegetali potrebbe far contrarre l’aria presente nei tessuti e facilitare l’internalizzazione dei batteri. In questo caso la quantità elevata del materiale della cuticola può proteggere il microrganismo, rendendone difÏcile il contatto con il disinfettante e aumentando l’esigenza di esposizione al trattamento di diluizione durante il lavaggio (5-10 l/Kg di acqua prima del taglio e 3-5 l/Kg dopo il taglio). La decontaminazione dei prodotÝ mediante trattamento con i biocidi (Regolamento (UE) n. 528/2021 del Parlamento Europeo e del Consiglio) è ammessa in vari paesi terzi, ma tale pratica non è attualmente autorizzata in UE, dove l’impiego di biocidi è soggetto a verifica preventiva di sicurezza ed efÏcacia da parte delle autorità preposte alla gestione del rischio. Inoltre, deve essere escluso il rischio che l’impiego determini la selezione di microrganismi resistenti. In Italia si impiegano soluzioni clorate a 80-100 ppm di cloro atÝvo per disinfettare l’acqua di lavaggio. I sanificanti più utilizzati sono: ipoclorito cloro gassoso (Cl2)  biossido di cloro (CIO2) miscele cloro-ossigeno perossido di idrogeno (H202) ozono (O3) fosfato trisodico dodecaidrato acido peracetico, acido percitrico acqua elettrolizzata Nessuna di tali sostanze è priva di inconvenienti e il loro uso è soggetto a regolamenti in evoluzione. Abbastanza diffusa è anche la sterilizzazione dell’acqua con raggi ultravioletÝ (UV), molto efÏcaci contro i microrganismi non schermati; non lasciano residui ed hanno effetÝ meno condizionati dai parametri chimici dei fluidi (pH, residui), ma richiedono molta attenzione per le aree di minor movimento, il grado di trasparenza del fluido e la quantità di particelle estranee in sospensione, per cui è indispensabile una filtrazione meccanica preventiva molto spinta dell’acqua. IMPIANTI E MACCHINE PER IL LAVAGGIO L’espansione dei prodotÝ di IV gamma ha stimolato un progressivo perfezionamento dell’impiantistica, con sviluppo di macchine in grado di soddisfare sempre di più i requisiti di produttori scrupolosi e di normative sanitarie più specifiche. Sotto il profilo igienico si è sviluppato un buon disegno di dettaglio degli impianti e delle macchine, eliminando punti morti e di ristagno ed utilizzando materiali che presentano superfici ben levigate, che impediscano la formazione di placche batteriche annidate (biofim) sulle superfici consentendo una pulizia adeguata. Filtraggio e trattamento UV dell’acqua, sistemi per l’eliminazione degli insetÝ e tunnel di asciugatura sono dispositivi sempre più integrati negli impianti. I dispositivi di lavaggio sono continuamente perfezionati con innovazioni tecnologiche e consentono applicazioni in base al tipo di prodotto e al suo grado di sporcizia. Figura 1-Impianti e Macchine per il Lavaggio Macchine per il lavaggio: A. Lavatrici a più sezioni B. Lavatrici a cascata  C. Lavatrici a borbottaggio D. Lavatrici a tamburo E. Lavatrici ad aspersione LAVATRICI A PIU’ SEZIONI Sono divise generalmente in due o tre sezioni nelle quali viene insufÏata dell’aria che causa delle turbolenze durante il lavaggio. Questa azione, detta di “borbottaggio”, permette di eliminare tutte le tracce terrose ed i corpi estranei senza shock violenti. Al fondo di ogni sezione è posto un dispositivo di evacuazione attraverso speciali valvole programmabili e gestibili da computer in funzione del grado di sporcizia del prodotto. I tipi di filtri collegati alla lavatrice sono in genere di 4 tipi: UV A secco Rotante autopulente Statico Il mantenimento del livello termico dell’acqua a livelli pre-stabiliti (1-4°C) è assicurato da scambiatori di calore (a piastra, a fascio di tubi, a tubi lisci o corrugati). Alcuni modelli sono forniti di una pala superiore per l’immersione del prodotto. LAVATRICI A CASCATA Il sistema di lavaggio a cascata è molto efÏcace per staccare i corpi estranei dalle foglie. Consiste in un sistema a torrente che, nel contempo, movimenta il prodotto su appositi nastri con lo scopo di separare insetÝ e corpi estranei, consentendo di ridurre la quantità di coadiuvanti biocidi. Non prevede riciclo dell’acqua. LAVATRICI A BORBOTTAGGIO La lavatrice a borbottaggio vede una doppia azione idraulica pneumatica, idonea al lavaggio di diversi tipi di prodotÝ ortofrutÝcoli, compresi i funghi. Costituita da una vasca in acciaio inox divisa in diverse sezioni in base alla capacità, svolge un accurato lavoro di lavaggio nelle prime sezioni mentre, generalmente nell’ultima, provvede a sgocciolare il prodotto. Possibilità di regolare il flusso del prodotto al suo interno. L’acqua di lavaggio è costantemente riciclata con sistemi di filtraggio autopulenti incorporati. LAVATRICI A TAMBURO Tale sistema vede apposite spazzole che vengono usate in combo al lavaggio. Adatta ad organi carnosi (patate, carote, sedano-rapa), in quanto elimina terra e sabbia che si trovano sulle superfici esterne del prodotto. La regolazione della velocità del tamburo e della quantità d’acqua permettono un’azione di sfregamento efÏcace ed un lavaggio delicato. Distinti tipi di spazzole garantiscono diversi effetÝ spazzolatura. Può, inoltre, essere dotata di una prima e ultima sezione a barre per eliminare pietre e scarti pesanti. LAVATRICI AD ASPERSIONE Questa tipologia di lavaggio è caratterizzata da ugelli che lavano il prodotto con getÝ d’acqua regolabili. Il prodotto viene portato avanti attraverso un nastro della quale si può modulare la velocità. Impiegate in genere per operazioni di prelavaggio. LAVATRICE A CICLO CONTINUO Esclusivo sistema di lavaggio a vortice d’acqua sempre pulita, unita all’estrema automazione e versatilità della macchina, per assicurare buoni risultati su ogni tipo di verdura. L’intensità del lavaggio e regolabile, per essere delicato con le verdure in foglie ed energico con quelle consistenti. SELEZIONE E LAVORAZIONE Calibrazione: le operazioni di calibratura o calibrazione sono basate su standard qualitativi definitivi. La cernita/scelta è dettata dalle dimensioni che si vogliono ottenere nel prodotto finito, destinato al cliente. I macchinari con il quale viene svolta tale operazioni sono: Le calibratici meccaniche sono basate su sistemi molto datati, ma ancora in uso, quali: grandi cilindri dalla struttura a rete con maglie di una determinata dimensione, che, al paesaggio, scartano i prodotÝ fuori standard. Questo tipo di macchinario non permette il controllo cromatico. Le calibratrici elettroniche sono basate su sistemi otÝci ad alta tecnologia, ce fanno ruotare il frutto sotto un fascio luminoso che ne rileva i difetÝ, selezionando quindi prodotÝ che hanno un determinato colore, peso, forma, adatto per la prima scelta. GINAKA – ANANAS La Ginaka, macchina atta alla lavorazione dell’ananas, è composta da un sistema automatico e continuo di caricamento, trasporto e centraggio dei frutÝ e da un gruppo di lavorazione che ne permette la pelatura, la spuntatura e la detorsolatura. Tutta la polpa di ananas in eccesso è recuperata e può essere utilizzata per la produzione di succo, mentre le bucce residue vengono espulse automaticamente. TIPOLOGIA DI ANALISI I parametri di qualità nella frutta e nella verdura possono essere valutati mediante due macrocategorie di analisi: Analisi distrutÝve: °Brix Ph o Acidità titolabile Polifenoli Contenuto di acqua Consistenza Test di maturazione: test che valutano la maturità del prodotto attraverso parametri come il livello di zuccheri e acidi, le sostanze fenoliche, le sostanze aromatiche, i pigmenti, il sapore (analisi sensoriale) la durezza/consistenza. Composizione chimica: livelli di acqua (e sostanza secca), zuccheri, solidi solubili, acidi organici, pH, acidità, proteine, vitamine, ceneri, minerali e altri componenti chimici presenti nella frutta e nella verdura (metaboliti secondari). Analisi microbiologiche: per valutare la presenza di batteri, lieviti e muffe per garantire la sicurezza alimentare. Valutazione sensoriale: che coinvolge l’uso di panel di assaggiatori per valutare aspetÝ quali sapore, aroma, texture e aspetto visivo. Analisi non distrutÝve Peso Visuali (analisi dell’immagine tramite ad esempio scanner) - olfatÝvo Calibro NIR (vicino infrarosso)→spettroscopici, cioè sfrutÝamo le proprietà elettromagnetica Test di maturazione: liberazione dell’etilene, colore (colorimetro CIELAb), peso. Misurazione dell’etilene: oltre alla maturità fornisce informazioni sullo stato di conservazione. Valutazione della perdita di peso: Questo parametro misura quanta umidità il prodotto ha perso durante il trasporto o la conservazione. Analisi fisiche: misurazioni di peso, dimensioni, forma, calibro, consistenza e densità. Analisi non distrutÝve (moderne) Tecnologie di imaging digitale: l’uso di fotografie digitali o telecamere multispettrali può rivelare segni di deterioramento o difetÝ superficiali. Spettroscopia (Spettrofotometria, FTIR, NIR): questa tecnica utilizza la luce o altre radiazioni elettromagnetiche per valutare i componenti chimici, il contenuto di zuccheri, umidità, ceneri, grassi, proteine, la maturità e la qualità complessiva del prodotto senza danneggiarlo. Dipende dalla matrice. Imaging a raggi X: permette di rilevare la presenza di difetÝ interni, danni o parassiti senza danneggiare la frutta o la verdura. Ultrasuoni: possono valutare la consistenza e la struttura interna del prodotto senza danneggiarlo. Misurazione della condutÝvità elettrica: per valutare la freschezza e la maturità dei prodotÝ come cetrioli e pomodori. Imaging a risonanza magnetica (MRI): può rivelare informazioni sulla struttura interna e la maturità del prodotto.  Il campione deve essere rappresentativo CAMPIONAMENTO In ambito statistico, un campione deve rappresentare in modo accurato e afÏdabile l'intera popolazione di interesse. Questo è importante per poter generalizzare i risultati ottenuti dal campione a tutta la popolazione senza introdurre errori sistematici (bias). Rappresentatività: il campione deve riflettere in modo realistico la variabilità presente nella popolazione, includendo tutte le principali caratteristiche. Adeguatezza statistica (dimensione sufÏciente): il campione deve essere abbastanza grande per permettere di ottenere risultati afÏdabili e per ridurre l’incertezza. Un campione piccolo potrebbe portare a risultati casuali o poco accurati, mentre un campione troppo grande potrebbe essere costoso e non necessario. Esistono metodi statistici per calcolare la dimensione minima del campione necessaria per ottenere una stima significativa con un certo livello di confidenza e margine di errore. Selezione di alberi da diverse aree del frutteto: in un frutteto, condizioni come esposizione al sole, tipo di terreno e livello di umidità possono variare da una zona all’altra, influenzando la maturazione e la qualità dei frutÝ. È importante campionare frutÝ da alberi situati in diverse aree del frutteto per rappresentare queste variabili. Varietà di alberi e di frutta: se il frutteto contiene diverse varietà (per esempio, diversi tipi di mele o pesche), il campione deve includere frutÝ di ogni varietà nelle proporzioni in cui sono presenti, per rispecchiare la diversità genetica e qualitativa del raccolto. Altezze e posizioni diverse sugli alberi: la qualità dei frutÝ può variare anche in base alla posizione sullo stesso albero, con frutÝ in cima o in pieno sole che potrebbero maturare diversamente rispetto a quelli più ombreggiati. Per rappresentare il frutteto in modo accurato, il campionamento dovrebbe includere frutÝ raccolti da diversi livelli dell’albero. Campionamento in momenti diversi della stagione: in un frutteto, la maturazione dei frutÝ può non avvenire simultaneamente. Campionare in momenti diversi della stagione di raccolta può essere utile per ottenere una rappresentazione accurata delle caratteristiche del frutteto in diversi stadi di maturazione. In particolare, se l’obietÝvo è monitorare la qualità durante la maturazione, potrebbero essere necessari campioni a intervalli periodici. Adeguata dimensione del campione: in ogni area e varietà, la dimensione del campione deve essere sufÏciente a ridurre l'incertezza. Ad esempio, se l'analisi riguarda il contenuto di zuccheri, è necessario prelevare un numero sufÏciente di frutÝ per ottenere una stima rappresentativa. Determinare la qualità delle mele in un frutteto di grandi dimensioni. Campionare: alberi situati in tutte le zone del frutteto (est, ovest, nord, sud e centro) frutÝ sia in cima che alla base degli alberi mele di diverse varietà presenti nel frutteto momenti diversi della stagione di raccolta  IL LABORATORIO CHIMICO PER L’INDUSTRIA ALIMENTARE Operazioni di base nel laboratorio chimico Dispersore Omogeneizzatore Vortex mixer o vortexer (miscelatore a vortice) Per mescolare provette e provettoni contenenti liquido. È costituito da un motore elettrico con l’albero motore orientato verticalmente e fissato a un alloggiamento di gomma a coppa, montato in maniera leggermente decentrata. Quando il motore gira, l’alloggiamento oscilla rapidamente con un movimento circolare. Quando una provetta viene premuta nell’alloggiamento (o appoggiata sul suo bordo) il movimento viene trasmesso al liquido all’interno e si crea un vortice. Sono in commercio alloggiamenti multipli. Hanno impostazioni di velocità variabili che vanno da 100 a 3.200 giri/min. Possono essere impostati per funzionare in modo continuo o per funzionare solo quando viene applicata una pressione sull’alloggiamento. Eccentrico: gli eccentrici sono elementi di forma circolare, con un asse spostato dall’asse rotatorio del corpo stesso e generalmente vengono utilizzati o per trasformare il moto rotatorio continuo in un moto alternato o per generare una forza vibrante. Agitatore magnetico: Per mescolare efÏcacemente e senza utilizzare bacchette o agitatori esterni. È costituito da un motore elettrico sul quale albero è montato un magnete, che quindi ruota. Un’ancoretta magnetica viene introdotta sul fondo del contenitore e ruoterà in maniera solidale al magnete. Hanno impostazioni di velocità variabili. Le piastre possono essere riscaldanti (fino a 300 °C)  Agitatore magnetico (ancorette magnetiche o stir bar)→Barretta metallica rivestita da polimero inerte (Teflon). Sono presenti in commercio in numerose forme e dimensioni. È opportuno quindi scegliere l’ancoretta magnetica più adatta in relazione alla quantità e qualità di liquido da mescolare e in base alla dimensione del contenitore. Agitatore magnetico multiplo Agitatore a scuotimento  Agitatore orbitale Agitatore a rulli Operazioni di base nel laboratorio chimico – Peso Bilancia 7.57 Funzionamento di una bilancia elettronica Rilevamento del peso: una bilancia elettronica misura il peso di un oggetto tramite una o più celle di carico, che convertono la forza di compressione (peso) in un segnale elettrico Conversione del segnale: il segnale elettrico generato dalla cella di carico viene amplificato e trasformato in un valore numerico grazie a un convertitore analogico-digitale (ADC) Visualizzazione: il valore numerico risultante viene visualizzato su un display digitale (ad esempio LCD o LED) che indica il peso dell’oggetto Calibrazione: per garantire la precisione, la bilancia può essere calibrata con pesi di riferimento noti Cella di carico Una cella di carico è un sensore (trasduttore) utilizzato per misurare il peso o la forza. Trasforma la forza applicata (peso dell’oggetto) in un segnale elettrico Generalmente costituita da una struttura elastica (per esempio un elemento metallico) che si deforma quando viene applicata una forza La deformazione cambia la resistenza elettrica di uno o più estensimetri (o strain gauges) che sono collegati alla cella. Questa variazione di resistenza viene poi misurata per determinare il peso Esistono diversi tipi di celle di carico, come quelle a shear beam, bending beam, compressione, ecc., ciascuna adatta a specifiche applicazioni Parametri che caratterizzano una bilancia elettronica Capacità massima (portata): il peso massimo che la bilancia può misurare, espresso in unità di massa (ad esempio kg o g). Deve essere scelto in base all’uso della bilancia Divisione (risoluzione): il valore minimo che la bilancia è in grado di misurare. Per esempio, se una bilancia ha una risoluzione di 1 g, può visualizzare i pesi in incrementi di 1 g o Bilancia tecnica – risoluzione 0,01 g o Bilancia analitica – risoluzione 0,0001 g Precisione, accuratezza e tolleranza: la capacità della bilancia di fornire misure accurate e ripetibili. La tolleranza è il margine di errore accettabile rispetto al peso reale. L’accuratezza è sulla penultima cifra. Stabilità: rappresenta quanto la bilancia riesce a mantenere una lettura stabile durante l’uso, anche con variazioni di temperatura o altre influenze esterne  o Bilancia tecnica – aperta o Bilancia chiusa – chiusa Tempo di risposta: il tempo che la bilancia impiega per stabilizzare la lettura del peso dopo che l’oggetto è stato posizionato sulla piattaforma portacampione Unità di misura: la bilancia può essere programmata per visualizzare il peso in diverse unità di misura, come grammi, chilogrammi (once, libbre, ecc.) Funzioni aggiuntive: molte bilance elettroniche hanno funzionalità come la tara (per azzerare il peso di un contenitore), il calcolo del peso netto, la capacità di visualizzare il peso in modo dinamico o collegamenti software per la gestione dei dati. Temperatura operativa: indica l’intervallo di temperatura in cui la bilancia può funzionare correttamente. Temperature troppo basse o alte potrebbero influire sulle letture IL LABORATORIO CHIMICO PER L’INDUSTRIA ALIMENTARE  QUANTIFICAZIONE GRASSI Determinazione della Sostanza Grassa Il metodo Soxhlet consente l’estrazione del grasso con solvente apolare (etere di petrolio, etere, esano), previo essiccamento e disidratazione con Na2SO4 anidro. Durata circa 10h (o numero di sifonate).  Alcune varianti automatizzate (per es. Soxtec) consentono di ridurre notevolmente i tempi di estrazione QUANTIFICAZIONE AZOTO (PROTEICO + AMMONIACALE) E INDIRETTAMENTE PROTEINE Fattori di conversione – Azoto→Proteine Dipende dal contenuto % di N nella specifica proteina. La soluzione per conservazione l’elettrodo è una soluzione acquosa salina (KCl 3,0-3,5 M), oppure acqua di rete. Mai acqua demineralizzata. Fare manutenzione costante dell’elettrodo!!! pH: non si deve diluire o concentrare il campione perché ciò fa variare la concentrazione di H+ Invece si può diluire con acqua demi un campione per fare l’acidità titolabile. ACIDITÀ TITOLABILE La misura dell’acidità titolabile fornice la concentrazione complessiva di acidi presenti nel prodotto. Si esprime come quantità di acido prevalente: acido tartarico, acido malico, acido citrico, secondo la matrice. Si valuta mediante titolazione potenziometrica acido/base: soluzione di soda (NaOH) a titolo noto fino al raggiungimento di un valore di pH 8.1 (pH-metro). È necessario ottenere un estratto liquido. L’acidità totale del succo di mela si esprime come g/L di acido malico. Si calcola con la seguente formula: La misura del °Bx è spesso usata per la determinazione dell’indice di maturazione di frutÝ. Indice di rifrazione - proprietà otÝca che descrive la capacità di una sostanza di deviare luce Rifrattometri a prisma→ la sostanza da analizzare viene posta su una superficie di vetro (prisma). La luce passa attraverso il prisma e attraversa la sostanza, subendo una deviazione in base all’indice di rifrazione della sostanza. Nel rifrattometro a prisma per la misurazione si guarda prima attraverso l’oculare del rifrattometro stesso e si allinea il confine tra la luce e l’oscurità sulla scala del reticolo interno. La posizione in cui questo confine si trova sulla scala fornisce la lettura dell’indice di rifrazione. Rifrattometri Digitali Utilizzano un sensore otÝco e una tecnologia elettronica per misurare l’indice di rifrazione. La sostanza viene applicata alla superficie di misurazione del rifrattometro digitale, e la luce è spesso emessa attraverso la sostanza. Procedure di misurazione: Il sensore rileva il grado di deviazione della luce causata dall’indice di rifrazione della sostanza. I risultati della misurazione vengono visualizzati su un display digitale, eliminando la necessità di una lettura visuale su una scala Lettura: il rifrattometro classico richiede una lettura visuale attraverso un oculare, mentre quello digitale fornisce una lettura digitale sul display. Precisione: i rifrattometri digitali possono offrire una maggiore precisione e riproducibilità delle misurazioni, poiché eliminano l’errore umano associato alla lettura visuale Facilità d’uso: i rifrattometri digitali sono spesso considerati più facili da utilizzare, specialmente per coloro che non sono esperti nell’uso di strumenti otÝci. Influenza della temperatura Scale: Brix (°Bx) – misura dei solidi solubili (es. zuccheri, acidi) presenti in un campione liquido. 1 °Bx rappresenta 1 parte di sostanza solida (peso secco) solubilizza in 100 parti di totale di soluzione (H2O). Scale utilizzate per misurare la concentrazione di soluzioni, in particolare quelle di zucchero, alcool e altre sostanze. Ognuna di queste scale ha applicazioni specifiche, soprattutto nell’industria alimentare, vitivinicola, chimica e della birra. Il grado Brix (°Bx) misura la percentuale di zucchero (in peso) disciolto in una soluzione acquosa. 1 grado Brix è equivalente a 1 grammmo di zucchero in 100 grammi di soluzione. Applicazioni principali (Industria Alimentare): è ampiamente utilizzato per determinare la concentrazione di zucchero nelle soluzioni di frutta, succhi di frutta, sciroppi e marmellate; (Agricoltura): nella misurazione della maturità della frutta (ad esempio nelle uve per la produzione del vino). Conversione: la conversione tra il grado Brix e altre scale come il grado Plato o Oechsle è spesso fatta tramite tabella o formule specifiche, in quanto dipende dalla densità della soluzione e dalla temperatura. Grado Baumè (°Bè) È una scala che misura la densità di una soluzione rispetto all’acqua. Esistono due scale Baumè: una per soluzioni più dense (come soluzioni salmastre o di zucchero) e una per soluzioni meno dense (come soluzioni di acidi e alcoli). In generale è una misura empirica e desueta. Per soluzioni più dense (come quelle di zucchero): 1 grado Baumè corrisponde a una densità maggiore di 1 g/cm3, ma inferiore a 1,2 g/cm3. Per soluzioni meno dense (come acidi e alcoli): il grado Baumè si basa su una densità inferiore a 1g/cm3. Applicazioni principali: industria chimica e alimentare→ è utilizzato per misurare la densità di soluzioni di zucchero, Sali e acidi. Produzione di vino e birra; La densità del mosto o del mosto di frutta può essere misurata usando il grado Baumè. Grado Babo (°Ba) È simile al grado Brix, utilizzato per misurare il contenuto di zucchero nei mosti di frutta (in particolare nelle uve per la produzione di vino). Esprime la % di zucchero in peso (cioè i kg di zucchero contenuti in 100 kg di mosto). Applicazioni principali: Viticoltura → è utilizzato per determinare la concentrazione di zucchero nelle uve, indicatore della maturità e quindi del potenziale alcolico del vino. Grado Oechsle (°Oe) È una scala di densità utilizzata per misurare la quantità di zucchero nel mosto d’uva. La misura è utilizzata principalmente in Germania, Svizzera e Austria. Un grado Oechsle indica una differenza di 1 grammo per litro di densità tra il mosto e l’acqua. Applicazioni principali: è utilizzato principalmente nel monitoraggio del contenuto di zucchero nelle uve. Conversione: Grado Plato (°P) Scala di densità utilizzata per misurare la concentrazione di estratto solido disciolto (come zuccheri, proteine e altri composti) in soluzioni, utilizzato principalmente nell’industria della birra. 1 grado Plato corrisponde a 1% di estratto solido. Applicazioni principali: nella produzione della birra, viene usato per misurare la densità del mosto prima della fermentazione. Più alto è il grado Plato, maggiore è la concentrazione di zuccheri nel mosto, che può influire sulla fermentazione e sul contenuto alcolico della birra. Strumenti avanzati di controllo della qualità della frutta Simulano i frutÝ veri e vengono utilizzati per monitorare le condizioni durante il trasporto Questi dispositivi sono spesso chiamati “sensori frutta” o “simulatori di frutta”. Caratteristiche principali Forma e dimensione realistica: i sensori sono progettati per avere dimensioni, forma e densità simili a quelle dei frutÝ reali (es. mele, arance, banane). Materiale esterno: la superficie del dispositivo è fatta di materiali che imitano la consistenza e la rigidità della buccia del frutto. Sensori esterni: contengono sensori elettronici che misurano: Urti e vibrazioni (accelerometri) Temperatura Umidità Pressione Altri parametri come variazioni di gas o illuminazione Memoria e connetÝvità: possono memorizzare i dati raccolti o trasmetterli in tempo reale tramite Bluetooth o Wi-Fi per l’analisi. Modalità d’impiego Monitoraggio durante il trasporto→vengono posti nei carichi di frutta vera per registrare eventuali urti, vibrazioni e condizioni ambientali che possono danneggiare i frutÝ. Analisi dei dati→ i dati raccolti aiutano a identificare problemi nelle operazioni di trasporto, come tratÝ di strada troppo accidentati, manipolazione scorretta o temperature non adeguate. METODI DI VALUTAZIONE ANALITICI E STRUMENTALI Metodi non distrutÝvi - IMAGING L’immagine digitale si riferisce all’acquisizione e all’elaborazione di immagini attraverso dispositivi come fotocamere digitali o telecamere multispettrali. Questi strumenti sono utilizzati per analizzare oggetÝ o superfici, permettendo di rilevare dettagli invisibili all’occhio umano. L’uso di immagini digitali o multispettrali è particolarmente utile per identificare segni di deterioramento o difetÝ superficiali, come crepe, macchie o cambiamenti di composizione materiale. Funziona catturando la luce riflessa dagli oggetÝ a diverse lunghezze d’onda (visibili e non visibili, come infrarossi o ultravioletÝ), che poi viene analizzata per evidenziare anomalie o differenze rispetto a uno stato otÝmale. Metodi non distrutÝvi – NIR La spettroscopia NIR analizza l'interazione tra luce e materia per generare uno spettro. Nei metodi spettroscopici, la luce in genere non viene descritta dall'energia applicata, ma dalla lunghezza d'onda. La spettroscopia NIR opera nella regione del vicino infrarosso dello spettro elettromagnetico, ovvero nell'intervallo di lunghezze d'onda compreso tra 780 e 2500 nm. In altre parole, uno spettrometro NIR misura l’assorbimento della luce dal campione a diverse lunghezze d’onda nella regione NIR. Calibrazione NIR ANALISI SENSORIALE Settore analitico che si occupa di studiare come gli esseri umani percepiscono e interpretano le caratteristiche sensoriali di un alimento, come sapore, odore, consistenza e aspetto. Principali branche dell’analisi sensoriale sono: Test analitici→ test discriminanti (quali-, quanti- e quali-quantitativi) e test descritÝvi Test affetÝvi 8su consumatori) I test discriminati sono effettuati per distinguere, separare o fare una differenza. Analisi sensoriale discriminativi qualitativa Lo scopo è determinare se ci sono differenze percetÝbili tra due o più campioni di prodotto, senza necessariamente identificarne la causa. Tecniche→ test triangolare (identificare quale dei tre campioni è diverso) o test duo-trio (confrontare due campioni e identificare il controllo). Test triangolare Questa tecnica viene definita dalla norma UNI EN ISO 4120:2008, richiede al valutatore sensoriale una scelta forzata e viene applicata per prodotÝ abbastanza omogenei. Principalmente si adotta questa tecnica per determinare se ci sono somiglianze o differenze tra due campioni, ma altrettanto spesso si usa per la selezione, esercitazione e monitoraggio delle prestazioni dei valutatori sensoriali. In base allo scopo finale si possono distinguere: il test triangolare per differenza, dove viene chiesto al valutatore di determinare se c’è una differenza percetÝbile tra i tre campioni in analisi; il test triangolare per somiglianza, dove viene chiesto al valutatore di determinare se c’è invece una somiglianza tra i campioni in analisi. La procedura viene eseguita presentando agli assaggiatori contemporaneamente un gruppo di tre campioni, due dei quali uguali, chiedendo di individuare il campione differente o i campioni simili, in base allo scopo del test. Il metodo è statisticamente più efÏcace del test duo-trio, ma non è sempre adatto per prodotÝ che mostrano sapori persistenti. Test duo-trio Questa tecnica viene definita secondo la norma UNI ISO 6658/1987. Lo scopo di tale tecnica è di identificare eventuali differenze sensoriali tra un campione ed un riferimento. Al momento dell’esecuzione del test questo campione di riferimento viene etichettato ed è riconoscibile, mentre gli altri due da confrontare sono identificati con dei codici, uno dei due è identico a R. I campioni codificati vengono presentati ai valutatori in modo tale che non ci siano differenze; è importante che abbiano l’aspetto il più simile possibile tra loro. In poche parole, il valutatore deve trovarsi nelle condizioni di avere dei campioni di forma anonima. Si adotta anche per questo test, come per il metodo triangolare spiegato in un altro articolo, la tecnica della “scelta forzata”. In questo caso le istruzioni per il valutatore sono: assaggiare R e poi indicare quale tra i campioni 1 e 2 è uguale a R. Il giudice ha il 50% delle probabilità di rispondere correttamente provando a indovinare, parliamo quindi di una percentuale piuttosto alta. Rispetto al test triangolare richiede un numero di assaggi minore ed è quindi particolarmente adatto per campioni con un gusto marcato che potrebbe portare ad un rapido affaticamento sensoriale. Questa tecnica si utilizza quando si sospetta che ci siano differenze evidenti tra i due prodotÝ 1 e 2. Analisi sensoriale discriminante quantitativa Lo scopo è misurare e quantificare l’intensità di caratteristiche sensoriali specifiche di un prodotto. Tecniche→ utilizzo di scale numeriche per misurare l’intensità percepita di un attributo (per esempio, quanto intenso è il gusto dolce su una scala da 1 a 10) Analisi sensoriale descritÝva Lo scopo è fornire una descrizione dettagliata delle caratteristiche sensoriali di un prodotto, come gusto, odore, consistenza, colore, ecc. Tecniche→ si impiega un panel di esperti (valutatori addestrati) che valutano diversi attributi sensoriali, come l’intensità di sapori (dolce, amaro, salato, sapido) o aromi (fruttato, floreale, ecc). DESCRITTIVA SEMPLICE QDA (QUANTITATIVE Descriptive Analysis) Free Choice Profile Flash Analysis CATA Analisi sensoriale mediante FOCUS GROUP Lo scopo è identificare e descrivere gli attributi sensoriali attraverso osservazioni soggetÝve, spesso associati a percezioni individuali. Tecniche→ interviste o discussioni di gruppo dove i partecipanti esprimono le proprie opinioni su un prodotto. Analisi sensoriale affetÝva (o preferenziale) Lo scopo è esplorare le preferenze e le opinioni dei consumatori (non necessariamente addestrati) riguardo un prodotto alimentare. Tecniche→ utilizzo di test di gradimento usando punteggi e una scala Likert (valutazione di quanto un prodotto piace) o il ranking test (ordinare in base alla preferenza). Scala di Likert da uno a sette (1= molto sgradito; 7= molto gradito). Analisi sensoriale Queste branche si combinano spesso nei vari studi per ottenere una visione complessa e completa delle caratteristiche sensoriali di un prodotto alimentare e per migliorare la qualità, l’accettazione e il successo sul mercato. Tipologie di analisi – Mele Colore della buccia: deve essere brillante e priva di macchie o segni di deterioramento Fermezza: le mele devono essere consistenti a tatto Grado di maturità: la maturità può essere valutata in base al contenuto di zuccheri e al gusto Zuccheri: valutazione del contenuto di zuccheri, spesso in °Brix Acidità: valutazione dell’acidità del succo delle mele Dimensione e forma: le mele devono avere dimensioni uniformi e una forma tipica Mele da trasformazione (ad esempio per la produzione di succhi o conserve) Stato di conservazione: le mele dovrebbero essere prive di ammaccature e danni Grado di maturità: la maturità delle mele può variare a seconda del tipo di prodotto finale, ma deve essere adatta alla trasformazione Dimensione e forma: le mele dovrebbero avere dimensioni uniformi per una lavorazione efÏciente Assenza di malatÝe o marciumi: devono essere prive di segni di malatÝe o marciumi Tipologie di analisi – Arance Colore della buccia: la buccia deve essere di colore brillante, preferibilmente arancione Consistenza: le arance dovrebbero essere sode al tatto Sapore: valutazione del sapore, che dovrebbe essere dolce e succoso Zuccheri: valutazione del contenuto di zuccheri, spesso espresso in °Brix Spessore della buccia: la buccia non dovrebbe essere troppo spessa Assenza di difetÝ: deve essere priva di ammaccature, tagli o danni Tipologie di analisi – Uva Grappolo: la dimensione del grappolo e l’omogeneità sono importanti Acini d’uva (bacche): valutazione della dimensione, del colore e della fermezza dei singoli acini Zuccheri: valutazione del contenuto di zuccheri, spesso espresso in °Brix Acidità: valutazione dell’acidità del succo d’uva Sapore: deve essere dolce e aromatico Assenza di semi (apirene) o presenza di semi maturi: a seconda del tipo di uva, la presenza di semi o semi maturi può essere un parametro di qualità Uve da trasformazione (ad esempio per la produzione di vino o uva passa) Stato di conservazione: le uve dovrebbero essere prive di ammaccature e danni Grad di zuccheri: il contenuto di zuccheri influisce sulla quantità di alcol prodotto nel caso del vino e sulla qualità dell’uva passa Acidità: l’acidità delle uve influisce sul sapore del vino Assenza di marciume o uva danneggiata: devono essere prive di segni di marciume o uva danneggiata Tipologie di analisi – Pesche e Nettarine Colore della polpa: pasta bianca, pasta gialla, percoche Buccia: liscia, ruvida Colore della buccia: deve essere priva di macchie e di un colore attraente Consistenza: le pesche e le nettarine dovrebbero essere sode al tatto Sapore: valutazione del sapore, che dovrebbe essere dolce e succoso Grado di maturità: la maturità può essere valutata in base al contenuto di zuccheri e al gusto Assenza si ammaccature o tagli: deve essere priva di difetÝ fisici Facilità di separazione del nocciolo: le pesche possono separarsi facilmente dal nocciolo (spiccagnole) o no (non spiccagnole) Tipologie di analisi – Pere Colore della buccia: le pere dovrebbero avere una buccia priva di macchie e di un colore attraente, che varia a seconda della varietà Consistenza: le pere dovrebbero essere sode ma non troppo dure al tatto Sapore: valutazione del sapore, che dovrebbe essere dolce e succoso Grado di maturità: la maturità può essere valutata in base al contenuto di zuccheri e al gusto Assenza di ammaccature o tagli: le pere devono essere prive di difetÝ fisici Consistenza della polpa: la polpa dovrebbe essere tenera ma non farinosa Pere da trasformazione (ad esempio per la produzione di marmellate o conserve) Stato di conservazione: le pere dovrebbero essere prive di ammaccature e danni  Grado di maturità: la maturità delle pere può variare a seconda del tipo di prodotto finale, ma deve essere adatta alla trasformazione Dimensione e forma: le pere dovrebbero avere dimensioni uniformi per una lavorazione efÏciente Assenza di malatÝe e marciumi: devono esserne prive Tipologie di analisi – Prugne Tipologie di analisi – Kiwi Tipologie di analisi – Angurie Tipologie di analisi – Albicocche Olive da trasformazione (ad esempio per la produzione di olio d’oliva o conserve) Tipologie di analisi – Pomodori Pomodori da trasformazione (ad esempio per la produzione di passate, pelati o salsa di pomodoro) Tipologie di analisi – Peperoni Tipologie di analisi – Melenzane Tipologie di analisi – Zucchine Tipologie di analisi - Cetrioli Tipologie di analisi – Cavoli ESERCITAZIONI Parte applicativa Lavori di gruppo ed individuali  Operazioni di base nel laboratorio chimico  Esercitazioni pratiche di chimica analitica degli alimenti  OtÝmizzazione del lavoro  Simulazioni di atÝvità aziendali con l’ausilio di strumenti digitali Esercitazioni pratiche di chimica analitica degli alimenti Controllo Qualità→ Il controllo di qualità nel laboratorio chimico alimentare è un processo analitico- statistico utilizzato per monitorare, valutare e approvare materie prime, intermedi-semilavorati e prodotÝ finiti secondo metodi standard ufÏciali e metodiche messe a punto e convalidate in azienda Operazioni di base nel laboratorio chimico Terminologia -ando – che sta per per essere … -ante – che serve per … Titolando – che sta per essere titolato Titolante – che serve per titolare Analisi volumetrica L’analisi volumetrica è un metodo di analisi quantitativo. Questo metodo coinvolge la misurazione di un volume, che a sua volta serve per calcolare una concentrazione (o titolo). Procedimento A1) Partendo da un campione solido, si deve preparare accuratamente una soluzione, pesando il materiale da analizzare, solubilizzandolo e prelevando un volume noto che viene trasferito in un contenitore (beuta, beaker) A2) Un campione liquido, in molti casi, può essere semplicemente misurato volumetricamente e trasferito in un contenitore (beuta, beaker). B) Un’altra sostanza posta nella buretta reagirà rapidamente e completamente con l’analita nella beuta. Una soluzione standard di B) viene preparata a concentrazione accuratamente conosciuta (conc. nota), usualmente espressa come molarità. mol = g/PM M = mol/L M = g/PM/L Un’aliquota della soluzione standard è introdotta in una buretta. La buretta è graduata usualmente in decimi di mL, così che il volume della soluzione che passa attraverso il rubinetto può essere accuratamente misurato. La titolazione termina con: - il viraggio di un indicatore adeguato - il raggiungimento di un valore di pH prefissato TEXTURE È il modo in cui la superficie o la parte interna di un alimento appare o si sente al tatto, si percepisce alla vista, all’udito o durante la masticazione. La texture dipende dalle proprietà strutturali, meccaniche e reologiche dell’alimento, ovvero dal modo in cui le sue componenti sono organizzate, dalla sua resistenza alle forze esterne e dal suo comportamento quando scorre o si deforma. La texture è un attributo sensoriale importante che influisce sulla qualità, sulla preferenza e sull’accettabilità di un alimento. Misura della Texture Dinamometro Inizialmente concepito per misurare la forza in contesti industriali e fisici. Inventato nel XVII secolo da Guillaume Amontons, veniva usato per calcolare forze applicate a molle e pesi. Successivamente, con lo sviluppo delle scienze meccaniche, il dinamometro è stato adottato in settori come la medicina, l’ingegneria e l’agricoltura e la scienza degli alimenti. L’uso del dinamometro in agricoltura e nell’industria alimentare è iniziato tra la fine del XIX e l’inizio del XX secolo, quando le tecniche di misurazione hanno cominciato a essere applicate per migliorare la selezione e il trattamento dei prodotÝ agricoli. Test sulla durezza e resistenza di frutta e vegetali hanno preso piede soprattutto con lo sviluppo di tecniche di conservazione e trasporto. Negli ultimi decenni, grazie all’avvento di strumenti digitali, il dinamometro è stato perfezionato per ottenere misurazioni più precise e ripetibili, specificamente per applicazioni alimentari. Dinamometro (Potenzialità) In agricoltura e post-raccolta Il controllo della maturazione può essere effettuato misurando la forza necessaria per deformare il prodotto. Si possono stabilire standard per identificare il momento otÝmale della raccolta. Selezione delle varietà con qualità migliorate, come maggiore resistenza alla manipolazione o migliore consistenza. OtÝmizzazione della catena del freddo. Valutando le variazioni nella struttura meccanica, si possono monitorare gli effetÝ delle condizioni di conservazione sulla qualità. Riduzione degli sprechi. Identificando precocemente prodotÝ non conformi agli standard di mercato. Valutazioni di qualità nei mercati. Fornendo dati oggetÝvi per le certificazioni di qualità e l’otÝmizzazione delle pratiche agricole. Un dinamometro può essere utilizzato per valutare la qualità di frutta e vegetali in specifiche applicazioni. Questo strumento misura la forza necessaria per deformare o rompere un materiale, fornendo dati utili su caratteristiche come: - durezza. Il dinamometro può misurare la forza necessaria per penetrare la superficie del frutto o del vegetale, utile per valutare la maturazione e la freschezza - resistenza alla compressione. Aiuta a determinare la consistenza o la compattezza, che è spesso correlata alla qualità percepita dal consumatore - elasticità. Misurando la forza e il recupero del vegetale dopo una deformazione, si possono valutare la freschezza e la struttura interna Solido ideale (Elastico perfetto) Comportamento meccanico Si comporta secondo la Legge di Hooke, che afferma che lo sforzo (σ) è proporzionale alla deformazione (ϵ) σ = E⋅ϵ dove E è il modulo di elasticità del materiale. Deformazione: un solido ideale si deforma in modo reversibile sotto uno sforzo. Quando la forza viene rimossa, il solido ritorna alla sua forma originale senza alcuna perdita di energia. Risposta a lungo termine: non presenta fluire o deformazioni permanenti nel tempo, indipendentemente dalla durata o intensità della forza applicata. Fluido ideale (Viscoso perfetto) Comportamento meccanico Si comporta secondo la Legge di Newton per i fluidi, dove lo sforzo tangenziale (τ) è proporzionale alla velocità di deformazione (γ˙) τ = η⋅ γ˙ dove η è la viscosità del fluido. Deformazione: un fluido ideale non oppone resistenza alla deformazione permanente. Quando viene applicata una forza, si deforma continuamente (scorre) senza accumulare energia elastica. Caratteristiche ideali: nessuna viscosità (per un fluido ideale nel senso fisico, spesso usato in idrodinamica), cioè fluisce senza attrito interno. incompressibilità: non può essere compresso; il volume rimane costante indipendentemente dalla pressione applicata. Kramer Cell La Kramer Cell è un accessorio usato nei test di compressione con un Texture Analyser per valutare la consistenza di alimenti e materiali granulari o fibrosi (come verdure, carne o cereali). Come funziona:  Il campione viene collocato all’interno di una cella contenente più barre parallele. Compressione: un pistone spinge verso il basso, forzando il campione attraverso le barre della cella. Misurazione della forza: durante la compressione, il Texture Analyser registra la forza necessaria per schiacciare, tagliare e spostare il campione attraverso le aperture. Risultato: il grafico forza-tempo generato permette di misurare parametri come durezza, coesione e fibrosità. Cosa misurare? resistenza al taglio della carne misura della friabilità di prodotÝ come i cereali e cracker le patatine resistenza alla piegatura di un biscotto, ortaggio (sedano, carote) valutazione della tenerezza della carne valutazione della bagnabilità (nei biscotÝ) valutazione della morbidezza e sofÏcità valutazione della maturazione valutazione dell'elasticità valutazione dell'estendibilità (impasti) valutazione della flessibilità valutazione della croccantezza valutazione della durezza valutazione della gommosità e della masticabilità valutazione della fluidità (marmellate, gelatine, impasti) valutazione della adesività etc… Il punto di cedimento (yield point) è il punto su una curva tensione- deformazione (stress-strain curve) che indica il limite del comportamento elastico e l’inizio del comportamento plastico. Al di sotto del punto di cedimento, un materiale si deformerà elasticamente e poi tornerà alla sua forma originale quando la forza applicata viene rimossa. Invece, se viene superato il punto di cedimento, una frazione della deformazione sarà permanente e irreversibile ed è nota come deformazione plastica. Il modulo di Young (o modulo di elasticità o semplicemente modulo), spesso indicato con la lettera E, è una proprietà meccanica di un materiale che descrive la sua rigidezza o la sua capacità di deformarsi sotto l’azione di una forza. Questa grandezza è mutuata dalla scienza dei materiali. Il modulo di Young misura la relazione tra lo sforzo (pressione o tensione) applicato a un materiale e la sua deformazione elastica. In altre parole, rappresenta la pendenza della curva tensione-deformazione elastica nella fase iniziale di deformazione di un materiale. L'equazione fondamentale che lega lo sforzo (σ), la deformazione (ε), e il modulo di Young (E) è: σ=E⋅ε dove: σ è lo sforzo (forza applicata N per unità di area dell'oggetto espressa in m² o cm²) applicato al materiale, E è il modulo di Young, ε è la deformazione elastica del materiale. Il modulo di Young è espresso in pascal (Pa), kilopascal (kPa), o megapascal (MPa). Materiali con moduli di Young più alti sono generalmente più rigidi e meno deformabili sotto l'azione di una forza. Nella determinazione della texture di un alimento, il modulo di Young può essere utilizzato per caratterizzare la rigidità o la resistenza meccanica dell'alimento stesso. Questa proprietà meccanica è importante perché influisce sulla percezione sensoriale durante la masticazione e può essere un indicatore della consistenza dell'alimento. Il modulo di Young può essere applicato a materiali alimentari per valutare la loro risposta alla deformazione sotto sforzo, ad esempio durante la masticazione. Alimenti con moduli di Young più alti tendono a essere più rigidi e possono richiedere più forza per essere masticati o compressi. Al contrario, alimenti con moduli di Young più bassi sono percepiti come più teneri o morbidi. Un frutto/ortaggio con un modulo di Young più elevato è più resistente alle deformazioni durante il trasporto, riducendo così il rischio di danni. Tuttavia, è importante sottolineare che la resistenza meccanica non è l'unico fattore determinante per la qualità del frutto durante il trasporto. Altri aspetÝ come la maturità, la struttura cellulare, la presenza di particolari sostanze chimiche (ad esempio, pectina per la coesione cellulare) e le caratteristiche specifiche del frutto influenzano la sua atÝtudine al trasporto. Sonde: piatte (cilindri, piastre) Il rapporto superficie sonda/superficie campione deve essere definito per ottenere risultati confrontabili La sonda non deve penetrare il campione con eventuale azione di taglio Campione se possibile alto, applicare basse deformazioni uniassiali (questo consente di osservare il comportamento del materiale nelle prime fasi di deformazione, spesso nella zona elastica o quasi- elastica, senza arrivare alla frattura o al comportamento plastico significativo) Definita velocità di discesa della sonda Texture profile analysis – Mela La Texture Profile Analysis (TPA) è una tecnica di analisi della texture che viene spesso utilizzata per valutare le caratteristiche meccaniche di un alimento durante la masticazione o la compressione. Fornisce una descrizione dettagliata delle proprietà della texture, suddividendola in diversi parametri misurabili. Preparazione del campione: Il frutto viene preparato rimuovendo eventuali parti non commestibili e tagliandolo in forme standardizzate Esecuzione del test: Il campione viene sottoposto a una serie di deformazioni meccaniche controllate (es. compressione multipla o masticazione simulata) Registrazione dei dati: Durante i test, vengono registrati diagrammi sforzo/deformazione Analisi dei dati:I dati raccolti vengono analizzati per estrarre parametri che descrivono la texture dell'alimento, quali: o Durezza: forza massima raggiunta durante la compressione o Masticabilità: energia richiesta per masticare o comprimere l'alimento o Elasticità: capacità dell'alimento di riprendere la sua forma originale dopo la deformazione o Gommosità: quantità di lavoro necessaria per masticare fino a una certa deformazione Strumentazione: Per eseguire la TPA, si utilizza un dispositivo chiamato texture analyzer. Questo strumento applica forze controllate al campione e misura la risposta meccanica Applicazioni: Per le mele, la TPA aiuta a valutare croccantezza, facilità di masticazione. Determinazione dei Polifenoli Totali Folin-Ciocâlteu - miscela in soluzione acquosa di fosfomolibdato e fosfotungstato, utilizzata per la determinazione dei fenoli e polifenoli. 1. Estrazione dei polifenoli totali, svolta tramite l’impiego di una soluzione di metanolo al 70% in acqua demineralizzata. Sono stati pesati 3 g di campione in una Falcon da 50 mL e sono stati aggiunti 15 mL di solvente. I campioni sono stati messi ad agitare con agitatore 3D (Mini-Shaker Sunflower 3D, BioSan) per 20 min a una temperatura di 4 °C e successivamente centrifugati (SL16/16R, Thermo Scientific) a 12000 g, a una temperatura di 4 °C per 20 min. 2. Esecuzione del saggio di Folin-Ciocâlteu, in un matraccio da 20 mL vengono inseriti 12 mL di acqua demineralizzata, 400 μL di campione e 1 mL di reagente di Folin-Ciocâlteu. La miscela viene mantenuta al buio per 7 min, in seguito, in ciascun matraccio vengono introdotÝ 4 mL di sodio carbonato al 15% p/v e si porta a volume a 20 mL con acqua demi. 3. Preparazione del bianco senza il campione estratto. 4. Preparazione della curva di calibrazione. Sono state preparate soluzioni di una sostanza standard a concentrazione nota (per es. acido gallico diluito in metanolo al 70% (50, 100, 400, 1000, 1500, 2000 e 2500 mg/L). È stato verificato il range di linearità di risposta (R2) e trovata l’equazione della retta. 5. Lettura allo spettrofotometro. Dopo 2 h al buio, tutÝ i campioni (cominciando dal bianco, le soluzioni standard e infine i campioni) sono letÝ allo spettrofotometro alla lunghezza d’onda di 750/760 nm. 6. Elaborazione dei dati. I valori di assorbanza ottenuti sono usati per risolvere l’equazione della retta e si trasformano così in valori di concentrazione (concentrazione di polifenoli totali nell’estratto). Si considerano i fattori di diluizione e si convertono i valori sulla base della quantità di campione iniziale pesato Il coefÏciente di determinazione (R2) è una misura statistica che fornisce una stima della proporzione della variazione nella variabile dipendente che è spiegata dalle variabili indipendenti nel modello di regressione. In altre parole, R2 indica quanto bene le variazioni nella variabile dipendente possono essere spiegate dalle variabili indipendenti nel modello. R2 = 1: indica che il modello di regressione spiega tutta la variazione nella variabile dipendente. TutÝ i punti di dati seguono perfettamente la retta di regressione. R2 = 0: indica che il modello di regressione non spiega alcuna variazione nella variabile dipendente. La retta di regressione è orizzontale. 0 < R2