TECHNOLOGICAL TREATMENTS TO OBTAIN HIGH QUALITY FOOD PRODUCTIONS

Technological treatments are of particular importance in food technology for the preservation of food and the maintenance of its quality parameters. The loss of food quality during storage is often due to the inappropriate use of storage methodology, and this can lead to the onset of chemical, microbiological, and sensory changes, which lead to exceeding the ‘acceptability threshold’. The fundamental parameters to be monitored to evaluate the integrity of quality are colour, consistency, aroma, nutritional value, and microbiological safety, also crucial elements in consumer perception. Consumer interest in ready-to-eat, fresh, and safe food has led to the development of strategies to extend shelf life and keep these parameters as controlled and unchanged as possible. To overcome the deterioration problem, both thermal treatment technologies are applied, such as pasteurization, sterilization, ohmic heating, and non-thermal ones, such as vacuum impregnation, pulsed electric fields, ultrasound, dipping and formulation of edible coatings and films. These technologies aim to preserve sensory and nutritional quality by limiting invasive treatments, such as high temperatures used during heat treatments, which could lead to quality losses, while maintaining microbiological safety. Furthermore, the growing use of natural antioxidants and antimicrobials from agri-food by-products, with a view to sustainability and valorisation of waste, is combined with the use of innovative technologies to ensure safety and quality while also obtaining economic and environmental advantages. For this purpose, the objective of this doctoral project was to develop efficient and sustainable approaches for the storage of vegetable products of the food industry. The work was divided into several experimental phases, (i) a study of fermented olives from Nocellara Messinese cultivar, observing how different types of packaging and brine influence shelf-life at different temperatures through the evaluation of kinetic models; (ii) a study of Sila PGI potatoes, treated with natural antioxidants extracted from bergamot pomace (Citrus bergamia Risso et Poiteau) using non-thermal technologies (vacuum impregnation and dipping treatment), assessing the effect of temperature and treatment on product stability through kinetic models; (iii) a study of the stability of Nocellara Messinese olive pâté enriched with maltodextrin (20%) microencapsulated bergamot extract, assessing the effect of storage temperature (20 and 30 °C) using Q₁₀; (iv) an optimization, through a Box-Behnken experimental plan, of pre-treatment using pulsed electric fields on bergamot pomace (Citrus bergamia Risso et Poiteau) to obtain extracts with high antioxidant activity, also tested for their ability to inhibit growth on Listeria innocua; (v) a study on the incorporation of by-product extract into alginate-based edible films evaluated the preservation of cylinder cut courgettes, developing active coatings with antioxidant and antimicrobial properties. The research path demonstrates how the integration between prediction models, innovative technologies, and the valorisation of food waste can concretely contribute to a new vision of food storage.

Nell'industria alimentare, i trattamenti tecnologici rivestono particolare importanza per la conservazione degli alimenti e il mantenimento dei loro parametri qualitativi. La perdita di qualità degli alimenti durante la conservazione è spesso dovuta all'utilizzo di metodologie di stoccaggio inadeguate, che possono portare all'insorgere di alterazioni chimiche, microbiologiche e sensoriali, con conseguente superamento della "soglia di accettabilità". I parametri fondamentali da monitorare per valutare l'integrità della qualità sono colore, consistenza, aroma, valore nutrizionale e sicurezza microbiologica, elementi cruciali anche nella percezione del consumatore. L'interesse dei consumatori per alimenti pronti al consumo, freschi e sicuri ha portato allo sviluppo di strategie per prolungare la durata di conservazione e mantenere questi parametri il più possibile controllati e inalterati. Per ovviare al problema del deterioramento, vengono applicate sia tecnologie di trattamento termico, come la pastorizzazione, la sterilizzazione e il riscaldamento ohmico, sia tecnologie non termiche, come l'impregnazione sottovuoto, i campi elettrici pulsati, gli ultrasuoni, l'immersione e la formulazione di rivestimenti e pellicole edibili. Queste tecnologie mirano a preservare la qualità sensoriale e nutrizionale limitando i trattamenti invasivi, come le alte temperature utilizzate nei trattamenti termici, che potrebbero causare perdite di qualità, pur mantenendo la sicurezza microbiologica. Inoltre, il crescente utilizzo di antiossidanti e antimicrobici naturali derivati ​​da sottoprodotti agroalimentari, in un'ottica di sostenibilità e valorizzazione dei rifiuti, si combina con l'impiego di tecnologie innovative per garantire sicurezza e qualità, ottenendo al contempo vantaggi economici e ambientali. A tal fine, l'obiettivo di questo progetto di dottorato è stato quello di sviluppare approcci efficienti e sostenibili per la conservazione dei prodotti vegetali dell'industria alimentare. Il lavoro è stato suddiviso in diverse fasi sperimentali: (i) uno studio sulle olive fermentate della cultivar Nocellara Messinese, osservando come diverse tipologie di confezionamento e salamoia influenzino la durata di conservazione a diverse temperature attraverso la valutazione di modelli cinetici; (ii) uno studio sulle patate IGP Sila, trattate con antiossidanti naturali estratti dalla sansa di bergamotto (Citrus bergamia Risso et Poiteau) utilizzando tecnologie non termiche (impregnazione sottovuoto e trattamento per immersione), valutando l'effetto della temperatura e del trattamento sulla stabilità del prodotto attraverso modelli cinetici; (iii) uno studio sulla stabilità del paté di olive messicane Nocellara arricchito con estratto di bergamotto microincapsulato in maltodestrina (20%), valutando l'effetto della temperatura di conservazione (20 e 30 °C) mediante Q₁₀; (iv) un'ottimizzazione, attraverso un piano sperimentale di Box-Behnken, del pretrattamento mediante campi elettrici pulsati sulla sansa di bergamotto (Citrus bergamia Risso et Poiteau) per ottenere estratti ad elevata attività antiossidante, testati anche per la loro capacità di inibire la crescita di Listeria innocua; (v) uno studio sull'incorporazione dell'estratto di sottoprodotto in pellicole edibili a base di alginato, valutando la conservazione di zucchine tagliate a cilindro e sviluppando rivestimenti attivi con proprietà antiossidanti e antimicrobiche. Il percorso di ricerca dimostra come l'integrazione tra modelli predittivi, tecnologie innovative e valorizzazione degli scarti alimentari possa contribuire concretamente a una nuova visione della conservazione degli alimenti.