Dipartimento di Scienze degli Alimenti Università di Udine Sessione “L’innovazione tecnologica per l’estensione della shelf life” Tecnologie sostenibili per aumentare la sicurezza e la qualità di mele di IV gamma Lara Manzocco, Alexandra Ignat, Fabio Valoppi, Michela Maifreni, Maria Cristina Nicoli Unità di Ricerca UNIUD DIAL 1 Dipartimento di Scienze degli Alimenti Università di Udine Eventi alterativi responsabili del decadimento qualitativo dei vegetali di IV gamma 2 Alterazione Dipartimento di Scienze degli Alimenti Università di Udine La shelf life delle mele di IV gamma Limite di accettabilità Shelf life 5-7 giorni! 7 Log CFU/g Tempo Alterazione Dipartimento di Scienze degli Alimenti Università di Udine L’estensione della shelf life delle mele di IV gamma Limite di accettabilità Shelf Life Estensione della shelf life Tempo Dipartimento di Scienze degli Alimenti Università di Udine Luce UV continua Luce pulsata Lampade Mercurio Xenon Radiazione UV-C UV-VIS-IR Dose erogata f(t) f(n) Effetto termico nullo superficiale Tecnologia sostenibile (minima richiesta energetica) Dipartimento di Scienze degli Alimenti Università di Udine Effetto germicida 6 Dipartimento di Scienze degli Alimenti Università di Udine Disinfezione dell’aria Light treated Dipartimento di Scienze degli Alimenti Università di Udine Disinfezione dell’acqua Dipartimento di Scienze degli Alimenti Università di Udine Decontaminazione di materiali di confezionamento e superfici di lavoro Dipartimento di Scienze degli Alimenti Università di Udine Disinfezione di alimenti integri Dipartimento di Scienze degli Alimenti Università di Udine Progetto Stayfresh Verificare l’applicabilità delle radiazioni luminose per estendere la shelf life di mela di IV gamma Mele Dipartimento di Scienze degli Alimenti Università di Udine Lavaggio Affettatura Inoculo (Listeria monocytogenes ) Trattamenti con luce Supporto trasparente alla luce Lampade Hg (Luce UV-C: 0-12 kJ m-2) o Xe (Luce pulsata: 0 -157 kJ m-2) Confezionamento Carica microbica Proprietà fisiche Determinazioni analitiche Proprietà sensoriali Conservazione a 6 °C 0.6 kJ m-2 dose di luce minima per abbattere la carica 8 7 6 Conta batterica (Log UFC/g) Dipartimento di Scienze degli Alimenti Università di Udine Effetto della dose di luce UV-C su L. monocytogenes 12.0 kJ m-2 dose di luce considerata efficace per la disinfezione superficiale 5 4 3 2 1 0 0 2 0.5 4 6 8 Dose (kJ m-2) Tempo (min) 10 12 10 14 6 Controllo 5 Conta batterica (Log UFC/g) Dipartimento di Scienze degli Alimenti Università di Udine Effetto della luce UV-C sulla flora microbica nativa 4 3 2 1 T= 6 °C 0 0 2 4 6 8 Tempo (giorni) Batteri mesofili ( ) e lieviti (- - -) 10 12 Conta batterica (Log UFC/g) Dipartimento di Scienze degli Alimenti Università di Udine Effetto della luce UV-C sulla flora microbica nativa 6 Controllo 5 Luce UV-C 4 3 2 1 T= 6 °C 0 0 2 4 6 8 10 12 Tempo (giorni) Batteri mesofili ( ) e lieviti (- - -) Analoga azione germicida alle diverse dosi di luce (0.6-12.0 kJ m-2) Dipartimento di Scienze degli Alimenti Università di Udine Effetto della radiazione luminosa sulle proteine enzimatiche Proteina enzimatica Struttura Inattivazione enzimatica Radiazione luminosa 16 4 a* (verde-rosso) Dipartimento di Scienze degli Alimenti Università di Udine Effetto della dose di luce UV-C sull’imbrunimento 2 0 -2 -4 0 2 4 6 8 Tempo (giorni) 10 12 4 a* (verde-rosso) Dipartimento di Scienze degli Alimenti Università di Udine Effetto della dose di luce UV-C sull’imbrunimento 2 0 -2 0.6 kJm-2 -4 0 2 4 6 8 Tempo (giorni) 10 12 4 12.0 kJm-2 a* (verde-rosso) Dipartimento di Scienze degli Alimenti Università di Udine Effetto della dose di luce UV-C sull’imbrunimento 2 0 -2 0.6 kJm-2 -4 0 2 4 6 8 Tempo (giorni) 10 12 La dose di luce non influenza l’azione germicida ma condiziona le caratteristiche sensoriali del prodotto Dipartimento di Scienze degli Alimenti Università di Udine Modificazione della struttura superficiale del tessuto di mela Controllo 0.6 kJ m-2 12.0 kJ m-2 Etilene Respirazione Polifenoli PPO Imbrunimento 20 Velocità di Imbrunimento Dipartimento di Scienze degli Alimenti Università di Udine Effetto della dose di luce sulle cinetiche di imbrunimento 0.0 Inattivazione PPO 0.6 Perdita di integrità cellulare e liberazione dei reagenti Dose di luce 12.0 (kJ m-2) Scegliendo opportunamente la dose di luce è possibile decontaminare la superficie del prodotto e rallentare le cinetiche di imbrunimento 21 Dipartimento di Scienze degli Alimenti Università di Udine Almeno 30 s di esposizione E’ possibile ridurre i tempi di trattamento mantenendone l’efficacia? Radiazione luminosa in modalità pulsata 22 157 kJ m-2 dose di luce considerata efficace per la disinfezione superficiale 17 kJ m-2 dose di luce pulsata minima per abbattere la carica 8 7 6 Conta batterica (Log CFU/g) Dipartimento di Scienze degli Alimenti Università di Udine Effetto della dose di luce pulsata su L. monocytogenes 5 4 3 2 1 0 0 50 50 100 Dose (kJ m-2) Tempo (ms) 150 500 200 Aspetti impiantistici Dipartimento di Scienze degli Alimenti Università di Udine 1. Prodotto sfuso Lampada Nastro trasportatore 2. Prodotto confezionato Confezionatrice Unità singole Materiale plastico trasparente alla luce Confezionatrice Dipartimento di Scienze degli Alimenti Università di Udine Stima dei costi Dose (kJ/m2) Costo di esercizio (€) Costo di impianto (€) Luce UV-C continua 0.6 0.1 14 25 000 Luce pulsata 17.0 2.364 70 000 Da un punto di vista economico, l’utilizzo della luce UV-C continua sembra essere maggiormente vantaggioso Luce UV-C non richiede autorizzazione mentre gli alimenti “pulsati” sono considerati novel foods 26 Dipartimento di Scienze degli Alimenti Università di Udine
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