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OTTIMIZZAZIONE DEL PROCESSO DI ESSICCAZIONE DI VEGETALI MEDIANTE TECNICHE DI ANALISI NON DISTRUTTIVE

Il processo di essiccazione è uno dei più importanti metodi di conservazione per gli alimenti perché riducendo drasticamente l’attività dell’acqua riduce l’attività dei microorganismi e limita le alterazioni chimico fisiche durante la conservazione.Attualmente l’essiccazione ad aria calda rappresenta il metodo più in uso nel post raccolta di vegetali per l’ottenimento di prodotti da utilizzare nell’industria alimentare quali alimenti base per sughi, potages, zuppe e prodotti dolciari e da forno. In questo settore molti sforzi sono diretti alla conoscenza delle condizioni di processo per assicurare una alta qualità ai vegetali essiccati. Infatti durante la disidratazione possono avvenire molte modificazioni strutturali, chimico-fisiche e sensoriali che modificano le caratteristiche qualitative e nutrizionali del prodotto fresco limitandone la commercializzazione.Fra queste la variazione del volume esterno, dovuto al riscaldamento ed alla perdita di acqua, comporta uno stress nella struttura cellulare cambiandone la forma e la dimensione. Questi cambiamenti, uniti alla variazione di colore ed aroma, comportano un effetto negativo nel consumatore.Riuscire a comprendere come le molecole d’acqua diffondono dal cuore all’ esterno del prodotto e quali cambiamenti subiscano i principali nutrienti (zuccheri, acidi ed amminoacidi) in un vegetale sottoposto a riscaldamento a diverse condizioni operative permetterà di scegliere le condizioni processuali ottimali per la produzione di essiccati con le caratteristiche qualitative desiderate dai consumatori.L’ottimizzazione di un processo passa attraverso una modellazione matematica di previsione basata su parametri scelti in funzione delle variazioni più probabili che si possono avere nel prodotto a seconda delle condizioni operative del processo. Per una corretta modellazione e la comprensione dei processi di essiccazione non bisogna valutare solo la diffusione dell’acqua ma anche quella dei principali metaboli presenti nel vegetale e la loro distribuzione spaziale nel prodotto durante l’essiccazione. Infatti, nel caso di frutta come ad esempio le pere, la concentrazione degli zuccheri è relativamente elevata ed aumenta notevolmente con la diminuzione dell’umidità nel campione. Questo fenomeno, combinato con il fenomeno dello shrinkage, comporta un ulteriore resistenza al trasferimento di umidità dal frutto. La diffusione/modificazione degli zuccheri nel corso dell’essiccazione, come i cambiamenti di porosità e di densità non possono essere trascurati se si vuole ottimizzare il processo ed ottenere un buon essiccato. Per seguire gli effetti della disidratazione in diverse condizioni di temperatura, velocità ed umidità dell’aria, su alcuni vegetali ad alto interesse per l’industria alimentare, ci avvarremo di metodi di analisi non distruttivi e di modelli matematici all’uopo elaborati. I metodi di analisi non distruttivi quali MRI e NMR a bassa risoluzione sono metodi molto applicati in campo medico ma non in quello alimentare perché queste metodiche sono state fin qui indirizzate verso analisi di routine quali umidità, contenuto in lipidi e glucidi risultando molto più costose ed elaborate rispetto alle metodiche analitiche classiche.In questa ricerca si valuteranno attraverso analisi NMR a bassa risoluzione ed MRI i profili di diffusione dell’acqua e dei principali metaboliti in diversi vegetali durante il processo di disidratazione, in differenti condizioni operative valutando i cambiamenti strutturali (porosità, densità e volume). I risultati ottenuti con queste tecniche non distruttive saranno confrontati con quelli ottenuti con i metodi standard di analisi ed utilizzati per l’implementazione di modelli matematici sviluppati per la previsione dell’evoluzione dei principali metaboliti di vegetali sottoposti a disidratazione in condizioni non isoterme.