New technologies for sanitization of fresh dairy products

L’utilizzo di tecnologie non termiche per la conservazione degli alimenti (campi elettrici pulsati, luce pulsata, luce UV, irradiazione, ultrasuoni) potrebbe rappresentare una strategia alternativa per aumentare la stabilità dei prodotti freschi. Differenti studi sono stati riportati sull’utilizzo di queste tecnologie su vari alimenti (frutta, verdura, carne cruda e pesce, succhi di frutta e latte), ma pochissime informazioni sul Fiordilatte sono disponibili. Sulla base di queste considerazioni, potrebbe essere interessante valutare l'efficacia di queste tecnologie non termiche sul Fiordilatte, al fine di prolungare la sua shelf-life. In questa tesi di dottorato è stato studiato il potenziale utilizzo di tecnologie non termiche per la sanificazione di formaggi freschi. In particolare, sono stati testati sul Fiordilatte l'efficacia di diversi trattamenti: la luce UV-C, la luce pulsata (PL), gli impulsi di luce ad alta intensità (HILP), un sistema costituito da ultrasuoni combinati con il vapore (SonoSteam), i raggi X e il plasma freddo mediante l’utilizzo di un sistema Plasma jet. Per ogni strategia di conservazione, sono stati effettuati test preliminari in vitro utilizzando Pseudomonas fluorescens, (o un mix costituito da P. fluorescens e P. putida) e Enterobatteriaceae come inoculo sulla superficie del Fiordilatte. Poi, nella prova di shelf-life i campioni non trattati e trattati sono stati confezionati con liquido di governo, conservati a 9±1 °C e periodicamente analizzati dal punto di vista della qualità microbiologica e sensoriale. I trattamenti con luce UV-C sono stati eseguiti in una cella termostatata dotato di 4 lampade UV-C, che emettono luce nella lunghezza d'onda tra 180-200 nm. I trattamenti con luce pulsata (PL) e impulsi di luce ad alta intensità (HILP) sono stati eseguiti utilizzando rispettivamente una unità di decontaminazione mobile (CLARANOR) e Steri-Pulse XL 3000. Questi dispositivi sono dotati di lampade allo xeno, che emettono luce ad alta intensità nella lunghezza d'onda tra 100-1100 nm. I trattamenti con ultrasuoni combinati con il vapore sono stati eseguiti con un impianto pilota dotato di 6 ugelli, in grado di produrre in maniera simultanea vapore (90-95 °C) e ultrasuoni (20-40 kHz). Il trattamento a raggi X è stato eseguito con il dispositivo RS-2400 (Rad Source, USA) utilizzando tre diverse dosi (0.5, 2, 3 kGy). Mentre, il trattamento con plasma jet è stato effettuata utilizzando un sistema pilota dove il getto di plasma è montato in una piccola camera che permette di lavorare a pressione atmosferica. L’Elio o una miscela di Elio + Ossigeno sono stati utilizzati come gas per la formazione del plasma. Per ogni strategia di conservazione, la crescita delle Enterobatteriaceae e delle Pseudomonas spp. è stata presa in considerazione, essendo questi gruppi microbici i responsabili principali del deterioramento dei prodotti lattiero caseari. Dalle prove preliminari con i campioni inoculati, la luce UV-C è stata in grado di decontaminare la superficie del Fiordilatte. È stata ottenuta un'estensione della shelf-life del 80% selezionando adeguate modalità di trattamento come l'esposizione del Fiordilatte ai raggi UV-C a 6.0 kJ/m2. Il trattamento con la luce pulsata (PL) ha permesso una riduzione della crescita microbica, soprattutto immediatamente dopo il trattamento ed è stato osservato che la carica microbica diminuisce con l'aumentare della intensità della luce. Durante il test di shelf-life i risultati confermano che il trattamento PL esercita una attività germicida iniziale, ma non è in grado di inibire la crescita microbica durante la conservazione. Mentre, per il trattamento con impulsi di luce ad alta intensità (HILP) è stato osservato una riduzioni significativa (oltre 1 ciclo log) su Fiordilatte inoculato, con solo pochi secondi di trattamento (da 1 a 8 s). Durante il periodo di stoccaggio refrigerato, nei campioni controllo si è osservato un aumento delle Pseudomonas spp., mentre i campioni trattati(per 2 e 4 s) non hanno mai raggiunto il limite di accettabilità microbiologica (dopo 12 giorni di stoccaggio). Nello studio effettuato con ultrasuoni combinati con il vapore tutti i dati del test in vitro hanno evidenziato che questa tecnica può essere particolarmente efficace per ridurre la contaminazione iniziale del Fiordilatte. Durante il periodo di stoccaggio per le Pseudomonas spp., i campioni trattati (per 1 s e 6 s) non hanno mai raggiunto la soglia di accettabilità microbiologica (dopo 12 giorni di stoccaggio). Pseudomonas spp. e Enterobatteriaceae, non sono stati rilevati nei campioni irradiati (trattamento a raggi X), indicando che questi gruppi microbici alteranti sono stati completamente inibiti dal trattamento a raggi X, mentre sono cresciuti nel controllo. La shelf-life per i campioni trattati con 2 e 3 kGy è stata circa di 44 e 43 giorni, rispettivamente. Mentre il controllo è rimasto accettabile per circa 10 giorni. Al contrario, i tempi di trattamento lunghi, la modalità di applicazione del plasma e l'inefficacia sono stati i problemi connessi al potenziale utilizzo del plasma jet. Pertanto, le indagini con questa tecnologia sono state interrotte. In generale, per i parametri sensoriali il punteggio della qualità globale ha indicato un accettabilità dei campioni di Fiordilatte trattati (UV-C, PL, X-ray) e questi sono stati percepiti come paragonabile ai campioni di Fiordilatte non trattati (controlli). L'efficacia di queste tecnologie è molto interessante, in quanto riduzioni microbiche significative sono state registrate nella maggior parte dei campioni trattati. L'applicazione di queste nuove tecnologie a livello industriale ha ancora bisogno di altre indagini per meglio valutare gli effetti su alcuni parametri nutrizionali e costi per lo scale-up.