Ricerca e nutrizione

Pubblicazioni Parmalat

Questa sezione è dedicata alle attività scientifiche Parmalat e riporta lavori pubblicati su Riviste o presentati a Congressi, risultato delle ricerche e delle indagini dell'Azienda, anche in collaborazione con Università e Istituti di Ricerca. Documenta l'attenzione e l'impegno di Parmalat nel valutare.

Contiene:
  • la qualità nutrizionale ed igienco-sanitaria dei prodotti (area qualità)
  • i temi di carattere nutrizionale e salutistico (area nutrizione)
  • la biodisponibilità degli elementi funzionali utilizzati ed i relativi effetti (area test clinici)
Controlli
Marker di trattamento termico per diversi tipi di latte alimentare

Atti del convegno: LAB. 2000 FOOD - “Il controllo qualità del latte e dei prodotti lattiero- casaeri”.Collegio Gallio (CO), 15 giugno 1998, Morgan Ed. Tecniche


INDICI DI TRATTAMENTO TERMICO IN DIVERSI TIPI DI LATTE ALIMENTARE
I. Gandolfi, P.Manghi, E. Bassi, C. Salvadori, P. Cagnasso, Parmala t- Ricerca e Sviluppo

Il trattamento termico è sicuramente il più antico ed usato sistema di bonifica degli alimenti; l'attenzione crescente alla sicurezza ed alla qualità dei prodotti a media e lunga conservazione ha stimolato la diversificazione e l'ottimizzazione di tale tipo di trattamento, per ottenere alimenti con il valore nutrizionale ed il sapore dei prodotti non trattati. Nel settore lattiero caseario si applicano diversi tipi di trattamento termico corrispondenti a diversi livelli di abbattimento microbico e di conseguenza a prodotti con diversi tempi di conservabilità. Infatti, in funzione della conservabilità richiesta i trattamenti impiegati vanno da blande termizzazioni, che conferiscono al latte una durata di alcuni giorni, fino a severe sterilizzazioni in bottiglia, che permettono di arrivare a 12 mesi e oltre di shelf-life. E' noto che i processi di trattamento termico determinano comunque reazioni indesiderate (1,2), descritte come danno termico, di tipologie e intensità diverse in funzione della tecnologia e dei parametri termici utilizzati. Tali reazioni possono influire sulle proprietà organolettiche e sui fattori nutrizionali. Lo sforzo e l'obiettivo costante dell'industria è quello di ricercare ed applicare tecnologie sempre più "mild" per ottenere prodotti con caratteristiche molto vicine a quelle del "fresco". Si pone allora il problema di quantificare oggettivamente gli effetti dei parametri termici applicati; di trovare quindi gli indici analitici più idonei per aiutare il tecnologo nella ricerca del delicato equilibrio che esiste tra qualità percepita e sicurezza microbiologica. Già nel 1993, all'interno di gruppi di studio IDF (B21 e D35) (3), emergeva la necessità di definire il range di tempi / temperature applicabile ad ogni tipologia di trattamento termico. In tal modo risulta possibile stabilire parametri chimici e proprietà organolettiche, ovvero gli indici analitici e sensoriali per ogni tipo di processo. Nel latte tali indici possono derivare da determinazioni quantitative di:
* molecole e/o composti di degradazione, denaturazione e inattivazione dei componenti termolabili (soprattutto nel caso di trattamenti a basse temperature)
* molecole di neo formazione, o già esistenti in tracce (soprattutto nel caso di processi ad alte temperature)
i cui valori risultano essere proporzionali all'intensità ed al tipo di trattamento subito.
Un solo parametro, a volte, non è sufficiente per comprendere un dato fenomeno: è la somma delle informazioni provenienti da parametri diversi che spesso permette di fare ipotesi realistiche ed attendibili.

INDICI DI DANNO TERMICO
* Termizzazione: fosfatasi alcalina
La termizzazione serve per stabilizzare il latte crudo e facilitarne così il trasporto: la qualità del latte crudo all'atto dell'accettazione è fortemente dipendente dall'entità della termizzazione. Identificare un indice di termizzazione è estremamente utile, specialmente per l'Italia che deve importare, in base ad accordi comunitari, grandi quantità di latte dai paesi del Nord Europa. A tale scopo, abbiamo partecipato al progetto di ricerca, (Reg. CEE 1116/92), sulla valutazione degli indici di termizzazione del latte, coordinato dall'AIA che coinvolgeva parecchie unità produttive e diversi Istituti di ricerca. Gli indici considerati sono stati molteplici: proteine solubili del siero (SSP), singole proteine del siero, furosina, lattoperossidasi, fosfatasi alcalina, carica batterica totale (CBT), batteri termoresistenti, residuo secco, lattosio, crioscopia. La fosfatasi alcalina quantitativa (4,5) è il parametro più sensibile alle variazioni termiche nel range 57-68*C; è stato quindi prescelto per valutare la termizzazione. Alcuni risultati del progetto sono riportati in fig.1.
* Pastorizzazione: proteine solubili del siero
La pastorizzazione è un trattamento che può essere condotto con diversi rapporti tempo/temperatura, purchè ricada sempre entro il limite inferiore, 72*/15 secondi (WHO), e quello superiore, perossidasi positiva (direttiva CEE 92/4, 1992). La legge italiana N.169/89 stabilisce che solo per il latte fresco pastorizzato, il test della lattoperossidasi deve essere positivo e distingue tre classi merceologiche in funzione del contenuto di proteine solubili del siero (6,7), componente più termolabile della frazione proteica (8,9): latte pastorizzato, latte fresco pastorizzato, latte fresco pastorizzato di alta qualità. Le proteine del siero sono quindi l'indice più significativo di valutazione della pastorizzazione, anche se altri parametri, quali lattoperossidasi, fosfatasi alcalina e furosina, devono rispettare valori stabiliti. Nella realtà quotidiana tale dosaggio viene usato per monitorare i parametri impiantistici, verificare la corrispondenza del latte alle classi merceologiche sopracitate e valutare la qualità della materia prima. Soprattutto per la produzione del latte di alta qualità è necessario fare una accurata scelta della materia prima per poter ottenere valori di SSP * 15,5%.
* Trattamento UHT e di Sterilizzazione in bottiglia: lattulosio e furosina
I trattamenti termici determinano sul substrato modificazioni chimiche di vario genere ed entità a seconda del trattamento stesso. L'attenzione dei ricercatori si è posata soprattutto sull'isomerizzazione a carico del lattosio e sulla reazione di Maillard (RM) (10), che vengono indotte ed accelerate durante i processi termici, in particolare il trattamento UHT e la sterilizzazione in bottiglia. Lo studio e la conoscenza della cinetica di tali reazioni hanno permesso di individuare nel lattulosio (11), isomero del lattosio, e nella furosina (12,13,14), molecola derivante dal composto di Amadori nella RM, due indici di danno termico altamente significativi (sia come linearità che come ripetibilità). Diversi studi sono stati condotti da ricercatori per correlare la presenza di tali molecole con le diverse tecnologie applicate e per valutare i latti del commercio (15,16,17). Ricordiamo che un valore max di 600mg/l di lattulosio per il latte UHT è stato proposto a livello di Commissione Europea e di FIL, per salvaguardare questo prodotto da un eccessivo carico termico.
Queste molecole sono entrambe indici di denaturazione termica che concorrono a spiegare la "storia termica" del prodotto trattato. In tab.1 sono riportati range di concentrazione di lattulosio e furosina rilevati in latti sottoposti a diverse tecnologie di trattamento che permettono di identificare il tipo di tecnologia utilizzata. Abbiamo verificato inoltre, come già riportato in letteratura (18), che la correlazione tra lattulosio e furosina è molto buona, al punto che, noto un parametro, è possibile fare una stima dell'altro. L'industria lattiera utilizza questi parametri soprattutto per il miglioramento delle tecnologie: è la continua innovazione tecnologica, supportata ed oggettivata da indici analitici che ha permesso di ottenere prodotti a lunga conservazione di alta qualità organolettica e nutrizionale. Nella figura 2 sono rappresentati valori di lattulosio e furosina per le diverse tecnologie utilizzate nel trattamento termico, UHT. Si può notare come, nell'ambito della stessa tipologia di trattamento termico risultino evidente le differenze fra una tecnologia e l'altra. Ancora più evidente poi, come si può vedere dalla tab.1 , è la differenza quantitativa di lattulosio e furosina fra gli effetti dei trattamenti di sterilizzazione in bottiglia e UHT. Per quest'ultimo, anche se effettuato con la tecnologia tradizionale, come riportato nel doc.133 FIL-IDF, le modifiche bionutrizionali risultano essere molto ridotte.
FRAZIONE VOLATILE DEL LATTE
Il trattamento termico influenza la composizione dei composti volatili del latte: in particolare, per trattamenti UHT e di sterilizzazione in bottiglia, può essere responsabile dello sviluppo di off-flavours, dovuti alle variazioni di conc. di molecole, quali, aldeidi e metilchetoni (19,20,21,22). Non sempre esiste, infatti, una chiara correlazione tra gli indici sopra riportati ed i test organolettici; abbiamo quindi pensato di esaminare la componente volatile e cioè le specie molecolari che potessero essere correlabili con gli off-flavours del latte (23,24).
La determinazione degli aromi è stata eseguita mediante il metodo dello spazio di testa dinamico accoppiato con GC/MS (25).
In tab.2 sono riportate le specie molecolari esaminate.
In fig. 3 e 3' sono riportate le conc.relative di dimetidisolfuro (dds) e dimetiltrisolfuro (dts) presenti in latti UHT prodotti con impianti diversi. Questi dati mostrano come tali molecole sono direttamente correlate sia al livello di temperatura raggiunto che al carico termico. Test organolettici, ripetuti su campioni di latte UHT ogni quindici giorni dal confezionamento, indicano che l'odore pungente dei composti solforati decresce rapidamente nel tempo. Come illustra fig.4, le variazioni di concentrazioni del dds nel tempo seguono un identico andamento, a conferma che tale molecola è una delle maggior responsabile di questo off-flavour.
I metilchetoni sono anch'essi molecole che concorrono alla caratterizzazione dell'off-flavour del latte e si sono rivelati quali indici sensibili ed accurati dello stress termico. E' stato verificato sperimentalmente che tali molecole si formano in quantità proporzionali al carico termico. In fig.5.è riportata l'abbondanza relativa dei metichetoni più caratteristici in latti ottenuti con impianti diversi. La differente concentrazione di queste molecole nei latti trattati con impianti diversi, come da fig.5, conferma che i sistemi a scambio termico diretto sono quelli che provocano il minor stress termico del latte e ne preservano meglio le caratteristiche organolettiche. Queste molecole inoltre aumentano in modo significativo durante la conservazione a temperature maggiori di quella ambiente (fig.6.).
Le aldeidi sono molecole presenti in grandi quantità anche nel latte crudo (soprattutto quelle a 5 - 8 di atomi di carbonio) per cui nei nostri studi abbiamo considerato solo quelle che subiscono notevoli variazioni con il trattamento termico (2 - metilpropanale, 2 - metilbutanale, 3 - metilbutanale). Anche la formazione di tali aldeidi si è dimostrata essere fortemente dipendente dalle condizioni di trattamento termico (fig.7.).
Infine dalle nostre osservazioni (fig.8.) emerge che anche i metilfurani sono presenti in maggiore quantità nei trattamenti più severi.
CONCLUSIONI
L'attivitá di ricerca molto dinamica degli ultimi anni ha migliorato sensibilmente la conoscenza delle modificazioni indotte dalle tecnologie sui prodotti, fornendo i mezzi per meglio garantire la sicurezza igienico-sanitaria e la salvaguardia dei nutrienti. Oggi gli sforzi della ricerca alimentare sono in buona parte tesi ad ottenere alimenti conservabili per tempi medio-lunghi ma con le caratteristiche organolettiche e nutrizionali del prodotto fresco. Questo obiettivo e' raggiungibile solo se, parallelamente allo sviluppo tecnologico, avviene anche uno sviluppo analitico che dia la possibilita' di monitorare gli effetti delle tecnologie applicate e indicare la via dell'ottimizzazione. Il lavoro qui riportato è un chiaro esempio di questo processo; la possibilità di disporre, per tutti i tipi di trattamento termico, di indici adeguati, ha contribuito ad ottenere latti di alta qualità. Il controllo delle variazioni quantitative degli indici termici ha permesso infatti di affinare le tecnologie e fornire prodotti migliori anche organoletticamente. Riteniamo che si debba sempre piu' valorizzare la collaborazione tra Enti di Ricerca ed Industria, in quanto questa e' oggi la chiave per raggiungere l'eccellenza. Lo sviluppo tecnologico ha infatti raggiunto livelli piuttosto elevati e le differenze tra i prodotti si valutano ormai con parametri assai piu' raffinati che in passato. E', inoltre, enormemente cresciuta l'attenzione dei consumatori e del mondo medico verso gli aspetti "fini" dell'alimentazione, e per dare una risposta adeguata a queste aspettative e' necessario uno sforzo coordinato tra ricercatori e industria.

BIBLIOGRAFIA
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