Questo studio, che si inquadra nelle attività di Ricerca di Sistema, si propone di individuare e valutare processi innovativi fondati sull’uso di energia elettrica, che meritano attenzione sia per la loro superiore efficienza, sia per la capacità di contribuire a ridurre l’impatto ambientale Nessuna fra le tecnologie non-termiche, per la conservazione dei prodotti agro-alimentari nella piena sicurezza per la salute dei consumatori, risulta ancora pienamente sviluppata e commercialmente applicata. Rispetto alla tecnica discontinua di pastorizzazione ad alta pressione idrostatica (HHP), che potrebbe prossimamente trovare applicazioni di nicchia per specifici prodotti solidi o in forma di gelatine e puree, quella basata sull’impiego di campi elettrici pulsati ad alta intensità (PEF) è altrettanto penetrante, richiede tempi di trattamento estremamente ridotti ed è particolarmente adatta per processi in continua di liquidi e di sospensioni pompabili. In prospettiva, l’elettrotecnologia PEF si pone come valida alternativa ai convenzionali processi termici di pastorizzazione, perché salvaguarda pienamente le superiori qualità nutritive e organolettiche (sapore, aroma, colore e consistenza) del prodotto fresco. Inoltre, essa è potenzialmente avvantaggiata da camere di trattamento più semplici ed efficienti e da un più ridotto impatto ambientale (eliminazione o riduzione del vapore necessario e delle condense). A partire dagli anni ’80, questi vantaggi hanno indotto numerose Università e centri di ricerca, con il sostegno di enti governativi e dell’industria agro-alimentare, a intraprendere, soprattutto negli USA e in Europa, studi di base sull’inattivazione microbica e indagini per la valutazione degli aspetti tecnologici e di processo. Presso i gruppi più attivi quali Ohio State University (OSU), Washington State University (WSA) e Unilever sono stati messi a punto sistemi pilota automatizzati per portate fino a 200 l/h, spesso integrati con apparati di confezionamento in condizioni asettiche del prodotto. Tra i principali componenti il generatore di impulsi ad alta tensione, moduli di camere in serie di trattamento multistadio e sistemi di controllo della portata e temperatura del fluido e per valutare in tempo reale l’efficacia di inattivazione dei trattamenti. Questi impianti pilota sono progettati per operare con campi elettrico fino a 40 kV/cm e tempi di trattamento effettivo fino a 50-100 µs. I risultati più promettenti sono stati ottenuti nella pastorizzazione dei succhi di frutta (arancia, mele, mirtilli, ecc.), dove buona parte delle specie batteriche è naturalmente inibita dal valore acido del pH. Grazie ad opportuni dosaggi PEF, con elevata inibizione di muffe e lieviti responsabili del deterioramento, si mantengono le qualità integrali del prodotto fresco (colore, potere nutrizionale, contenuto di vitamina C) con perdite trascurabili di aroma e una durata di conservazione di 6 mesi a temperatura frigorifera. Il processo consente inoltre risparmi energetici anche superiori al 80% rispetto al tradizionale processo termico. Anche la pastorizzazione PEF del liquido di uova intere appare interessante perché consente di

ottenere un prodotto di qualità superiore (sapore, colore e consistenza originali) con tempi di conservazione frigorifera superiore alle 4 settimane, pur con consumi di energia specifica maggiori in confronto al processo termico. Anche prescindendo da quest’ultimo aspetto, più critica appare invece la pastorizzazione del latte scremato, dove il problema principale rimane la limitata capacità di questa tecnica non-termica nell’inattivazione di alcune spore ed enzimi, causa del deterioramento di post-processo dopo 10-14 giorni. Limitate prospettive sono infine prevedibili per le applicazioni della tecnica PEF ai fini della produzione di succhi e/o puree e della disinfestazione dei vegetali da larve e uova di insetti. Anche se i risultati finora ottenuti sono incoraggianti, molto lavoro resta da fare perché questa tecnologia si ritagli una nicchia tra le applicazioni dell’industria di trasformazione agro-alimentare. Studi di laboratorio sono ancora necessari per disporre di un data-base sulla cinetica di inattivazione dei microrganismi psicrotrofici e soprattutto patogeni, in funzione del dosaggio PEF. Un aspetto critico concerne la distruzione delle spore molto resistenti, eventualmente in combinazione con antimicrobici naturali o altri mezzi (ultrasuoni, ecc.) per limitare le tensioni necessarie. Devono essere inoltre estesi i lavori per comprendere i meccanismi di denaturazione degli enzimi e verificare la salvaguardia dei contenuti proteici e vitaminici degli alimenti trattati. Nel loro insieme, queste attività, sono indispensabili per convalidare il processo e conseguire l’approvazione normativa da parte degli organi preposti al controllo della commercializzazione dei nuovi prodotti. Per passare dai cibi modello a quelli reali, dagli aspetti scientifici di R&D verso quelli tecnologici e di applicazione industriale, occorre definire e sviluppare apparecchiature standard, procedure e protocolli di trattamento e per valutare gli attributi sensoriali, le caratteristiche nutrizionali e funzionali di elevato valore e la durata di conservazione degli alimenti trattati. La gamma di questi ultimi dovrà essere inoltre allargata, estendendo in particolare l’attenzione a quelli in forma di sospensioni di particolati grossolani, come ad esempio gli yogurt alla frutta, salse varie, budino di riso, ecc. La scala degli attuali impianti pilota è ancora limitata. Per portarla alle necessità dei processi industriali, molto lavoro rimane da fare in termini di sviluppo ed ottimizzazione delle camere di trattamento, dei generatori di impulsi e degli interruttori ad alta velocità, in modo da limitare i costi di investimento dei sistemi di trattamento adeguandoli alle necessità di funzionamento pienamente automatico e in linea, senza interventi di personale altamente qualificato. Con queste premesse, i processi di pastorizzazione non-termica PEF, a partire dai succhi di frutta, potranno in futuro ritagliarsi un proprio spazio di competitività commerciale nei confronti di quelli termici tradizionali.