1-INTRODUZIONE
Con questo post intendo trattare le problematiche riguardanti la produzione artigianale di fagioli al naturale in contenitori di vetro da conservare a temperatura ambiente.
2-CENNI SULLE CONSERVE ALIMENTARI VEGETALI
E' utile fare alcuni importantissimi cenni sulle conserve alimentari di origine vegetale al fine di decidere il trattamento tecnologico più idoneo da attuare. Gli obiettivi da conseguire, nella realizzazione di una conserva vegetale sono i seguenti:
garantire la sicurezza igienica al fine di salvaguardare la salute del consumatore.
preservare il più possibile le caratteristiche organolettiche e nutrizionali del prodotto.
operare nel rispetto della normativa vigente.
Le conserve vegetali presentano caratteristiche chimico-fisiche tali da poter consentire lo sviluppo di varie speci di microrganismi (batteri, lieviti e muffe); pertanto si pone il problema di scegliere il trattamento tecnologico più adeguato onde evitare la moltiplicazione dei suddetti microrganismi e la conseguente alterazione del prodotto. Ma il presupposto principale è che la conserva vegetale non rappresenti un rischio per la salute del consumatore.
Tale rischio può derivare dalla presenza di microrganismi patogeni e tra questi, un ruolo fondamentale lo svolge il Clostridium Botulinum.
I parametri chimico-fisici che determinano la conservabilità e la salubrità di una conserva vegetale sono il pH (parametro che misura il grado di acidità) e l’AW (parametro che misura l’acqua effettivamente disponibile ai microrganismi).
Questi 2 parametri agiscono direttamente sulla moltiplicazione del clostridium botulinum e, a seconda dei valori dei suddetti, possiamo stabilire se questo microrganismo, estremamente pericoloso, si può moltiplicare oppure no.
3-CENNI SUL CLOSTRIDIUM BOTULINUM
Il Clostridium Botulinum è un microrganismo estremamente resistente alle elevate temperature, per cui, un trattamento termico blando non da nessuna certezza che esso venga distrutto. E’ un microrganismo estremamente patogeno; se posto nelle condizioni ideali di moltiplicazione può produrre una tossina (detta tossina botulinica) che può provocare la morte di una persona nel giro di poche ore, se non si interviene in tempo con un adeguato antidoto. La tossina agisce sulla muscolatura involontaria provocandone la paralisi.
Due muscoli involontari importantissimi sono il diaframma e il cuore; ne consegue che essa può provocare il blocco respiratorio e l’arresto cardiaco con conseguente morte dell’ individuo che ha ingerito la tossina.
Anche se, apparentemente, i fagioli appaiono puliti, non è da escludere la presenza (anzi, sicuramente sono presenti) di microrganismi tipici del terreno e tra questi, le spore del clostridium botulinum; infatti, le spore di clostridium botulinum sono normalmente presenti nel terreno e nell’ aria allo stato quiescente, trovandosi in condizioni non idonee alla loro moltiplicazione.In quanto tali sono perfettamente innocue.
Il problema è che, nel momento in cui i fagioli vengono lavorati, si possono creare le condizioni per la trasformazione delle spore in forme vegetative; queste ultime possono moltiplicarsi e, nel contempo, possono produrre la neurotossina. Esistono varie speci diClostridium botulinum; non tutte producono gas quando si moltiplicano, quindi è sbagliato pensare che quando in un barattolo di conserva vegetale non c’è produzione di gas non vi sia presenza di clostridium botulinum.
Conoscere i fattori che inibiscono lo sviluppo delle spore del Clostridium botulinum, e di conseguenza impedire la produzione di tossina, è fondamentale per la scelta del procedimento tecnologico da utilizzare per produrre una conserva vegetale stabile e sicura per il consumatore.
4-FATTORI CHE INFLUENZANO LA MOLTIPLICAZIONE DEL CLOSTRIDIUM BOTULINUM
Ossigeno
Il clostridium botulinum, per potersi moltiplicare deve trovarsi in assenza di ossigeno ma può svilupparsi anche in presenza di piccolissime % di ossigeno.Queste condizioni possono crearsi, ad esempio, nei prodotti sottovuoto (bassissime % di ossigeno) oppure nelle conserve vegetali (specie quelle sotto olio, assenza totale di ossigeno).Viceversa, quando si trova in presenza di ossigeno o in altre condizioni non ottimali, per sopravvivere produce una spora (forma di sopravvivenza), ossia il germe si racchiude in una specie di guscio molto resistente in grado di proteggerlo dalle condizioni avverse e perde la capacità di moltiplicarsi. Se le condizioni vitali ritornano ad essere ideali (per esempio, dentro un barattolo in cui c’è assenza di ossigeno) la spora germina e il batterio torna nella forma vegetativa capace di moltiplicarsi. È proprio a seguito della germinazione della spora che viene prodotta la neurotossina (tossina che attacca il sistema nervoso), che è la più attiva fra le tossine conosciute in natura.
N.B. Il Clostridium botulinum si moltiplica in assenza di ossigeno o in presenza di piccolissime % di ossigeno (generalmente inferiori all’ 1%)
Temperatura
I vari tipi di Clostridium botulinum presentano esigenze di temperatura ottimale di sviluppo variabili ma generalmente, prediligono temperature medio-alte ( 30 – 40 °C) A temperature di frigorifero non c’è produzione di tossina e ciò è importante per quei prodotti (in particolare le semiconserve) in cui il controllo dello sviluppo del germe non è attuabile con gli altri fattori. Le basse temperature però non hanno alcun effetto letale sulle spore (le quali, quando si ritroveranno a condizioni favorevoli, germineranno e daranno origine alla produzione di tossina). Le temperature di cottura (sopra i 50/60°C) hanno la capacità di distruggere le forma vegetative ma non le spore che sopravvivono anche a temperature superiori a 100 °C (temperatura di ebollizione dell’ acqua). La tossina, invece, essendo di struttura proteica, se sottoposta a temperature sopra gli 80°C viene degradata; per cui la bollitura, per 15’, di cibi in cui è sospetta la presenza di tossina, riesce a renderli innocui.
N.B. Per distruggere le spore di Clostridium Botulinum sono necessarie temperature molto elevate: 115-120 °C
pH
Lo sviluppo del Clostridium botulinum è favorito da un pH intorno a 7. La massima produzione di tossina si ha tra pH 5,0 e 8,0, mentre a pH inferiori a 4,5 non si ha né germinazione delle spore, né produzione di tossina. L’ambiente acido favorisce l’effetto delle alte temperature, per cui è possibile ridurre le temperature dei trattamenti termici di sterilizzazione sia nelle conserve che nelle semiconserve acide (quelle a pH inferiore a 4,5).
NB. A pH inferiori a 4,5 non vi è moltiplicazione del Clostridium Botulinum e, di conseguenza, non vi è produzione di tossina.
AW (acqua libera)
I microrganismi hanno bisogno di acqua libera (cioè, non legata ad altri componenti del prodotto) per potersi moltiplicare.L’acqua libera si quantifica con il parametro AW che può variare da 0 (acqua tutta legata ai componenti del prodotto) a 1 (acqua completamente libera). Il valore di AW minima che permette la germinazione della spora, lo sviluppo del germe e la produzione di tossina botulinica è 0,94. Per abbassare l’acqua libera a valori inferiori a 0,94 dovremmo aggiungere alla conserva una % di sale molto elevata (almeno il 10%) ma ciò non è attuabile perché vi sarebbero pesanti ripercussioni sulle caratteristiche organolettiche del prodotto.
N.B. A valori di AW inferiori a 0.94 non vi è nessuna possibilità di moltiplicazione del clostridium botulinum e, di conseguenza, non vi è nessuna produzione di tossina
5-CLASSIFICAZIONE DELLE CONSERVE VEGETALI IN BASE ALL’ ACIDITA’
Una classificazione molto significativa delle conserve vegetali si basa sulla loro acidità. Abbiamo le seguenti tipologie di conserve vegetali:
Conserve molto acide (pH inferiore a 4.20)
A queste condizioni di pH il clostridium botulinum non ha nessuna probabilità di potersi moltiplicare; l’unico pericolo sono i lieviti, le muffe e i batteri lattici, che vengono distrutti con un normale trattamento termico a 100 °C (bollitura in pentola). Rientrano in questa categoria: i succhi e polpe di agrumi, gli ortaggi sotto aceto e gli ortaggi sott’olio acidificati con aceto, o succo di limone o acidificanti ammessi dalla normativa vigente (es: acido citrico), concentrati di pomodoro, confetture, ecc.
Conserve mediamente acide (pH compreso tra 4.20 e 4.50)
A queste condizioni di pH il clostridium botulinum non può moltiplicarsi ma, oltre a lieviti, muffe e batteri lattici possono moltiplicarsi alcune specie di clostridium e di bacilli che sono termoresistenti al pari del clostridium botulinum ma che, però non sono patogeni.Il trattamento a 100 °C non garantisce, quindi, la distruzione dei suddetti microrganismi; d’altra parte, se essi si sviluppano nel prodotto, ne provocano l’alterazione senza che il prodotto diventi tossico (tutt’al più sarà immangiabile).Per questa tipologia di conserva si sconsiglia, quindi, il trattamento a 100 °C. Per queste conserve è consigliabilel’applicazione di un trattamento termico di sterilizzazione a temperature di 115-120 °C in maniera tale da distruggere le spore dei microrganismi sopracitati.Tuttavia, il trattamento a temperature inferiori non rende il prodotto nocivo per il consumatore. Conserve appartenenti a questa categoria sono: conserve di pomodoro, succhi difrutta, frutta sciroppata, ecc.
Conserve poco acide o neutre o leggermente alcaline (pH superiore a 4,50)
Rientrano in questa categoria conserve poco acide come ad esempio: ortaggi al naturale (fagioli, piselli, ceci al naturale), sott’oli non acidificati. Queste conserve possiedono le condizioni per far moltiplicare la stragrande maggioranza di microrganismi, compreso il Clostridium Botulinum. Quindi, se vogliamo stare sicuri sia dal punto di vista dell’ alterabilità che della tossicità della conserva, dobbiamo adottare un trattamento termico di sterilizzazione a 115-120 °C.
Il trattamento termico deve essere validato da persone competenti e verificato con analisi microbiologiche. Nel corso della validazione dovranno essere stabiliti i limiti critici di processo (tempo e temperatura) e presi in considerazione tutti quei fattori che possono influenzare la velocità di penetrazione del calore dentro le confezioni come il peso netto e sgocciolato, la viscosità, lo spazio di testa minimo, il tipo di contenitore (materiale, dimensioni, grado di trasmissione del calore ecc.).
Come si può vedere, i fagioli al naturale appartengono alla categoria di conserve vegetali caratterizzate da bassa acidità (pH superiore a 4,50); il rischio di moltiplicazione di microrganismi nocivi come il clostridium botulinum è reale e, pertanto, bisogna adottare un trattamento termico di sterilizzazione a 115-120 °C per tempi variabili in funzione di vari fattori (materiale del contenitore, quantità di prodotto contenuto, caratteristiche del prodotto, ecc.).
6-DESCRIZIONE DEL PROCESSO DI PRODUZIONE
Di seguito viene fatta una descrizione delle varie fasi del processo produttivo.
CERNITA
Consiste in una setacciatura o esame visivo per eliminare o ridurre a livelli minimi il pericolo derivante dalla presenza di corpi estranei (sassi, pezzi di metallo, infestazioni da insetti, pezzi di legno, ecc.).Eventuali corpi estranei potrebbero essere ingeriti dal consumatore e provocare danni alla salute anche molto seri.
AMMOLLAMENTO
E’ una operazione indispensabile per ammorbidire i tessuti tegumentali del fagiolo in modo tale da ridurre drasticamente i tempi di cottura.Si effettua tenendo immersi i fagioli in acqua a temperatura ambiente (i fagioli devono essere completamente coperti dall’ acqua).I tempi di ammollamento si aggirano intorno alle 2-4 ore in relazione alla specie di fagiolo utilizzata.
COTTURA
Il tempo di cottura si aggira intorno ad 1-2 ore. La quantità di acqua utilizzata deve essere almeno il triplo, in peso, rispetto al peso di fagioli utilizzati; la quantità di sale è a piacere ma orientativamente intorno all’1-2% rispetto all’ acqua utilizzata.Il sale deve essere aggiunto a cottura quasi ultimata, onde evitare l’indurimento dei tessuti tegumentali dei fagioli.
INVASETTAMENTO E COLMATURA
Introdurre i fagioli insieme all’ acqua di cottura nei vasetti di vetro lavati con acqua potabile ed asciugati.I fagioli devono restare immersi nel liquido di governo; se fuoriescono possono imbrunirsi e conferire al prodotto un cattivo aspetto. Per ovviare all’inconveniente si può anche introdurre una reticella circolare di plastica sulla superficie dei fagioli. In ogni caso, i barattoli non vanno mai riempiti completamente sia perché i fagioli subiscono un rigonfiamento durante la sterilizzazione, sia perché in fase di sterilizzazione vi è una dilatazione termica del liquido e si potrebbe verificare lo scoppio dei barattoli. E’ buona norma mantenersi almeno 1,5 cm sotto il coperchio con il prodotto e ½ cm sotto il coperchio con il liquido di governo.
CHIUSURA BARATTOLI CON CAPSULA TWIST – OFF
Dopo la colmatura con liquido di governo, i barattoli vengono chiusi con capsula twist-off. E’ importante imprimere alla capsula la giusta forza di torsione per evitare che il tappo non venga chiuso bene ma che, nello stesso tempo venga avvitato troppo e conseguentemente l’aggancio si deformi e la capsula non faccia più tenuta.
STERILIZZAZIONE
Il prodotto deve essere sottoposto ad un trattamento termico il cui scopo è di distruggere i microrganismi presenti nel prodotto che alle condizioni dello stesso prodotto potrebbero moltiplicarsi e creare un danno alla salute del consumatore. In base a quanto detto precedentemente, la sterilizzazione va effettuata sicuramente a temperature superiori a 100 °C perché lo scopo è quello di distruggere le spore di clostridium botulinum; si consiglia l’ autoclave che lavora intorno a 115-120 °C. Si potrebbe anche valutare l’impiego della pentola a pressione; in questo caso raggiungeremmo temperature di circa 105 °C e il trattamento termico richiederebbe tempi molto superiori rispetto all’ autoclave ma di gran lunga inferiori rispetto alla normale pentola.In ogni caso, il trattamento termico deve essere validato; vale a dire che bisogna determinare i tempi occorrenti in funzione della temperatura e per fare ciò bisogna utilizzare degli strumenti (datalogger) che determinano il profilo termico del prodotto durante il processo.In effetti, si tratta di uno strumento provvisto di sonde di temperatura che vengono inserite nel centro geometrico del barattolo, in fase di sterilizzazione. I dati rilevati dalla sonda vengono trasmessi ad un software che li elabora e calcola l’ Fo applicato in funzione dei dati utilizzati che, in questo caso, sono quelli del clostridium botulinum.Non è possibile stabilire a priori il tempo di sterilizzazione necessario perché, a parità di temperatura dipende da molteplici fattori: conducibilità del materiale con cui è costituito il barattolo, conformazione del barattolo, caratteristiche del prodotto da sterilizzare, quantità di prodotto contenuto nel barattolo. La sterilizzazione provoca la distruzione dei batteri ma, se non è stata realizzata per tempi sufficientemente lunghi, le muffe, i lieviti e i batteri, e in special modo il temutissimo batterio Clostridium botutinum, possono inquinare i prodotti e causare gravissime intossicazioni al consumatore fino a provocarne la morte. Prima di aprire i vasi è perciò opportuno osservare se si sono verificate delle fermentazioni. L’inconveniente si evidenzia con l’intorbidimento del liquido, la formazione di bollicine di gas, il rigonfiamento del coperchio di metallo. Mentre si apre il vaso è indispensabile osservare che non si avvertano sibili o si sprigionino odori anomali, nel quale caso i vasi vanno inesorabilmente scartati con tutto il loro prodotto. Sul mercato sono presenti autoclavi delle più svariate tipologie, dimensioni e, ovviamente, costi.È possibile quindi trovare l’impianto più adatto alle esigenze aziendali. Si va dalle autoclavi industriali, che possono processare centinaia di confezioni per ciclo di lavoro, a quelle che possono contenere 20-30 barattoli e quindi adatte anche a lavorazioni artigianali se non addirittura familiari.L’autoclave può essere dotato di registratore continuo di tempi e temperature (su carta o tramite software che scarica i dati sul computer) oppure può essere dotato di semplice display che visualizza tempi e temperature; in questo secondo caso bisogna disporre di un documento di registrazione sul quale si vanno ad annotare manualmente i tempi e temperature.Le autoclavi più semplici possono non avere sistemi di registrazione del processo ma sono comunque dotate di sistemi di allarme che avvertono se per qualche ragione il trattamento termico non dovesse essere stato condotto correttamente. Una volta stabiliti tempi e temperature di sterilizzazione in funzione del formato, essi devono essere rigorosamente rispettati. In ogni caso, bisognerà disporre di un termometro certificato (con certificazione da parte di un centro SIT) con il quale verificare (con frequenza trimestrale o semestrale) che i valori di temperatura forniti dall’ autoclave siano corretti.
RAFFREDDAMENTO
Deve essere fatto il più rapidamente possibile con acqua fredda per evitare che il prodotto venga esposto ad alte temperature per un tempo troppo lungo con conseguente degradazione delle caratteristiche organolettiche e nutrizionali del prodotto.
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