-2°C a -12°C, non refrigerate, ma non congelati

L’unità, per massimizzare la conservazione e l’esposizione di vita di alimenti deperibili ha portato ad un crescente interesse nel tenere i cibi in regione tra il loro punto di congelamento e -12°C. Questa è una zona grigia, in termini di gran parte della legislazione internazionale, dal momento che il cibo non è di solito considerato completamente “congelati” fino a quando non è sotto i -12°C e solo considerato ‘raffreddato’ al di sopra del suo punto di congelamento. C’è anche una confusione di termini usati per descrivere gli stati degli alimenti e dei processi in questa regione di temperatura. I termini “super-chilled”, “deep-chilled”, “ultra-chilled” o “partially-frozen” sono spesso usati per gli alimenti detenuti in questa regione di temperatura; i giapponesi usano anche il termine “Hyo-on”.

Confusamente, alcuni nell’industria alimentare usano anche termini simili per alimenti refrigerati che sono semplicemente tenuti al di sotto di 0°C, o usano i termini “super-chilling”, “deep-chilling” o “hard-chilling” per il processo di utilizzo di temperature di refrigerazione inferiori a 0°C (comunemente indicato anche come “rapid” o “ultra-rapid” chilling). Quando il congelamento avviene durante il processo prima di equalizzare alla temperatura di conservazione richiesta, possono essere utilizzati anche termini come “congelamento della crosta” e “congelamento parziale”. Il congelamento della crosta è spesso usato per aiutare il taglio degli alimenti rendendo l’esterno del prodotto rigido e quindi più facile da tagliare. Un processo più controllato, in cui l’intero prodotto è a una temperatura uniforme in cui ha un contenuto di ghiaccio sostanziale per affettare o altre forme di lavorazione, è chiamato “rinvenimento”. Per confondere ulteriormente le cose, alcuni alimenti possono essere tenuti significativamente al di sotto del loro punto di congelamento senza congelamento (cioè nucleazione di cristalli di ghiaccio); questo è solitamente indicato come “super-raffreddato”, “sub-raffreddato” o “sotto-raffreddato”.

Super-chilling

In genere, lo scopo del super-chilling è quello di conservare i prodotti alimentari a temperature appena al di sotto del loro punto di congelamento iniziale; abbastanza basso da ridurre sostanzialmente l’attività batterica ma abbastanza alto da evitare livelli significativi di crescita dei cristalli di ghiaccio che possono causare danni strutturali. Per gli alimenti tipici come pesce, carne e verdure, queste temperature sono comprese tra -1°C e -7°C, a cui (a seconda della composizione) circa il 10-50 per cento dell’acqua nel prodotto è ghiaccio.

La maggior parte della letteratura sul super-raffreddamento è stata relativa al pesce e ad altri frutti di mare1,2,3,4,5 sebbene il processo sia stato comunemente utilizzato negli Stati Uniti per il pollo6. Questo prodotto è raramente indicato come super-refrigerato, poiché legalmente negli Stati Uniti la carne di pollame conservata al di sopra di -3.3°C può essere commercializzata come “fresca” (US Poultry products inspection regulations 9CFR381). Studi sui giunti di maiale stagionato e crudo hanno riportato super-chilling per estendere significativamente la durata di conservazione di tali prodotti, rispetto al chilling, e produrre prodotti di qualità simile al chilled4, 7, 8. Tuttavia, la carne cruda super-refrigerata ha dimostrato di avere caratteristiche di gocciolamento simili alla carne congelata e super-agghiacciante per produrre antiestetiche piccole macchie bianche sulla superficie dei tagli9.

Lo stoccaggio super-refrigerato presenta una serie di potenziali vantaggi rispetto allo stoccaggio convenzionale refrigerato e congelato, il principale dei quali è la capacità di prolungare la durata di conservazione dei prodotti alimentari da giorni a settimane senza dover subire gli effetti dannosi sulla qualità causati dalla sostanziale formazione di cristalli di ghiaccio. È stato anche affermato che la presenza di cristalli di ghiaccio nei prodotti super-refrigerati potrebbe contribuire a mantenere temperature accettabili in tutta la catena del freddo fornendo l’equivalente di un “serbatoio termico interno” 3. Se il processo rende inutile il congelamento per alcuni prodotti, potrebbe offrire un notevole risparmio energetico eliminando la necessità di abbattitori e stoccaggio e visualizzazione a bassa temperatura. Inoltre, i prodotti super-refrigerati potrebbero essere commercializzati in modo più attraente dai rivenditori rispetto agli equivalenti congelati. I prodotti che sono attualmente congelati alla rinfusa e richiedono lo scongelamento prima dell’esposizione al dettaglio (come molti prodotti ittici) non richiedono lo scongelamento.

Tempera e congelamento della crosta

La tempera è il processo di assunzione di un prodotto alimentare a una temperatura in cui una notevole quantità di acqua nel prodotto è sotto forma di ghiaccio, ma non tutta l’acqua si è trasformata in ghiaccio. Questa temperatura deve essere inferiore al punto di congelamento ed è spesso compresa tra -2°C e -5°C, temperature spesso utilizzate per lo stoccaggio super-refrigerato. In questo stato, il prodotto è rigido ma non duro, e quindi più facile da tagliare. Il prodotto temperato può essere raffreddato a questo stato da una temperatura superiore al punto di congelamento o riscaldato da una temperatura congelata. Il congelamento della crosta è spesso usato per lo stesso scopo, ma è essenzialmente un processo meno controllato in cui solo la superficie è congelata. Questo va bene per alcuni prodotti, ma il rinvenimento a una temperatura e una rigidità uniformi consente un taglio più uniforme e controllato ed è fondamentale per la resa di fette intatte di alta qualità in alcuni prodotti10,11.

Super-raffreddamento

Il super-raffreddamento è il fenomeno in cui la temperatura di una soluzione o di un materiale viene ridotta al di sotto del suo punto di congelamento senza che si verifichi la cristallizzazione, a causa di una barriera energetica che deve essere superata prima dell’inizio della nucleazione. Quando inizia la cristallizzazione, la temperatura viene aumentata fino al punto di congelamento. Il punto in cui viene avviata la nucleazione può essere definito “punto di nucleazione” o “temperatura limite meta stabile” 12.

È ben noto che i liquidi possono facilmente super-raffreddarsi nei congelatori domestici con ghiaccio inaspettatamente e improvvisamente formando quando la bottiglia o la lattina viene aperta o agitata. Molti esempi di esperimenti domestici e dimostrazioni di questi fenomeni possono essere trovati su YouTube, per esempio. Un certo numero di aziende di bevande hanno sviluppato prodotti commerciali utilizzando super-raffreddamento. Il vantaggio della formazione di ghiaccio attraverso il super-raffreddamento è che questo ghiaccio viene creato dall’interno della bevanda, quindi non viene diluito. Un super-raffreddato lager ‘Arc’ è stato sviluppato da Bass Brewers (successivamente rilanciato da Coors come ‘Coors Sub Zero’) che è stato servito a -2.5°C con una testa di cristalli di ghiaccio che sono stati nucleati nel super-raffreddato lager come è stato versato13. È stato anche recentemente riportato che Coca-Cola ha sviluppato una variante “super cold” di Sprite che sarà commercializzata come “Sprite Super Chilled” 14. Questi prodotti super-raffreddati non devono essere confusi con quelli comunemente commercializzati come bevande “super-refrigerate”. Si tratta semplicemente di prodotti mantenuti alcuni gradi più freddi rispetto a prodotti simili, generalmente al di sotto di 0°C ma al di sopra del punto di congelamento dei prodotti.

oltre a essere importante per la produzione di gelati, una serie di nuovi sistemi di congelamento utilizzare anche super-raffreddamento sottoponendo il prodotto a bassa intensità di campi magnetici (come in vita Cellule System (CAS), sviluppato dalla società Giapponese ABI Co Ltd) o alta pressure15, per rendere uniforme e rapida formazione di ghiaccio in tutto il prodotto. In questi casi, il super-raffreddamento è un passo verso il congelamento completo.

La capacità delle piante di super-cool per evitare danni da gelo è relativamente ben nota16. Meno riportato è la capacità di frutta e verdura intera di super-cool. Già nel 1920, Diehl17 ha riferito che le mele isolate potevano a volte essere raffreddate fino a sette o otto gradi sotto il loro punto di congelamento senza formazione di ghiaccio, a condizione che il frutto fosse lasciato indisturbato. Una moltitudine di altri frutti e verdure sono stati anche segnalati per essere in grado di super-raffreddamento significativo, tra cui frutta come uva, arance, limoni18, fragole19 e pomodori12, così come verdure come patate (Hruschka et al., 1961) e cavolfiori20. Recenti studi su FRPERC21 hanno trovato un super-raffreddamento significativo e sorprendentemente stabile in un’ampia varietà di verdure (come aglio, scalogno e cavolfiore) e hanno dimostrato che alcune verdure (come aglio e scalogno) possono essere conservate a temperature significativamente inferiori al loro punto di congelamento per settimane senza che si verifichi il congelamento.

Sviluppi futuri

Lo stoccaggio e la lavorazione degli alimenti a temperature nella regione compresa tra -2°C e -12°C ha molto da offrire in termini di maggiore sicurezza e qualità, durata di conservazione prolungata e minor consumo energetico. Sono necessarie ulteriori attività di ricerca e sviluppo per massimizzare questo potenziale e vi è la necessità di definire e razionalizzare legalmente la definizione di prodotti trasformati in questo intervallo di temperatura.

1. Waterman, J. J. & Taylor, D. H. (1967) Superchilling. Nota di ricerca Torry n. 32.
2. Le Danois, E. (1920) Nouvelle méthode de frigorification du poisson. Brevetto francese n. 506.296. (Citato da Aune, 2003).
3. Aune, EJ (2003) Superchilling di prodotti alimentari, una recensione. 21 ° Congresso Internazionale di Refrigerazione, IIR/IIF, Washington, Stati Uniti. ICR0127.
4. Haugland, A., Aune, EJ & Hemmingsen, AKT (2005) Superchilling-lavorazione innovativa di alimenti freschi. EuroFreeze 2005: Surgelazione individuale degli alimenti, Atti del Workshop UE (Progetto QLK1-CT-2002-30544), 13-15 gennaio 2005, Sofia, Bulgaria, pp1-8.
5. Gregersen, F. (2006)Ancora più lunga durata. Fiskeriforskning Informazioni, no. 11.
6. Jul, M. (1986) Chilling broiler chicken: una panoramica. Recenti progressi e sviluppi nella refrigerazione della carne mediante refrigerazione, Riunione della Commissione IIR C2, Bristol (UK), pp133-43.
7. Bøgh-Sørensen L & Zeuthen P (1984), “The validity of the TTT-concept on the shelf life of chilled, cured meat products”, Proceedings of the European Meeting of Meat Research Workers, 30, Section 5:5, 223-224.
8. Duun, AS, Hemmingsen, A. K. T., Haugland, A. & Rustad, T. (2008) Cambiamenti di qualità durante lo stoccaggio superchilled di arrosto di maiale. LWT-Scienza e tecnologia alimentare. Vol. 41, pp2136-2143.
9. Small, A., Sikes, A. & Doral, D. (2008) Indagini preliminari sull’uso delle temperature di deepchill per lo stoccaggio prolungato di carne bovina. Atti del 54 ° Congresso Internazionale di Scienza e Tecnologia della carne (ICoMST), Città del Capo, Sudafrica.
10. James, SJ & James, C. (2002) Refrigerazione della carne. Woodhead Publishing Limited, ISBN 1 85573 442 7 1-347.
11. Lammertz, M. & Brixy, N. (2001) Miglioramenti continui di processo e produzione mediante applicazione di refrigerazione con gas criogenici. Rapid Cooling of Food, Meeting of IIR Commission C2, Bristol (UK) Paris: International Institute of Refrigeration, ISSN 0151-1637 ISBN 2-913149-23-5, pp119-126.
12. Cox, D. R. G. & Moore, S. R. (1997) Un processo per supercooling, brevetto WO 97/18879.
13. Derbyshire, D. (2006) Vuoi del ghiaccio con la tua lager? La birra che viene servita a -2,5°C. Telegraph. 23 Giugno 2006. (http://www.telegraph.co.uk/news/main.jhtml?xml=/news/2006/06/22/nbeer22.xml&sSheet=/news/2006/06/22/ixuknews.html)
14. Reynolds, J. (2007) Coke traccia “sprite with ice” con l’aiuto di nuove tecnologie. MarketingWeek. 12 Settembre 2007. (http://www.marketingweek.co.uk/cgi-bin/item.cgi?id=57846)
15. Urrutia, G., Arabas, J., Autio, K., Brul, S., Hendrickx, M., Kakolewski, A., Knorr, D., Le Bail, A., Lille, M., Molina-García, A. D., Ousegui, A., Sanz, P. D., Shen, T. & Van Buggenhout, S. (2007) SICURO di GHIACCIO: Bassa pressione a temperatura di lavorazione degli alimenti: Aspetti di sicurezza e qualità, parametri di processo e accettazione del consumatore. Rivista di Ingegneria alimentare. Vol. 83: 2, pp293-315.
16. Pearce, RS (2001) Congelamento e danneggiamento delle piante. Annali di Botanica. Vol. 87, pp417-424
17. Diehl, H. C. (1924) Congelamento delle mele. Journal of Agricultural Research. Vol. 29, pp0099-0127.
18. Lucas, JW (1954) Sottoraffreddamento e nucleazione del ghiaccio nei limoni. Fisiologia vegetale. Vol. 29, pp245-251.
19. Martins, R. C. & Lopes, V. V. (2007) Modellazione del supercooling nelle fragole congelate: Analisi sperimentale, automazione cellulare e metodologia dei problemi inversi. Rivista di Ingegneria alimentare. Vol. 80, pp126-141.
20. Fuller, MP & Wisniewski, M. (1998) L’uso dell’imaging termico a infrarossi nello studio della nucleazione del ghiaccio e del congelamento delle piante. Rivista di Biologia termica. Vol. 23: 2, pp81-89.
21. James, C., Seignemartin, V. & James, SJ (2009) Il congelamento e il super raffreddamento dell’aglio (Allium sativum L.). Rivista internazionale di refrigerazione. Vol. 32: 2, pp253-260. Raccomandazioni IIR (2006) per la lavorazione e la manipolazione di alimenti surgelati. IIR, Parigi.

R22 phase out

Judith Evans, Food Refrigeration and Process Engineering Research Centre FRPERC

Dal 1 ° gennaio 2010, il Regolamento CE (ODS) 2037/2000 specifica che nessun HCFC vergine può essere fornito o utilizzato per la manutenzione di apparecchiature esistenti. Dal 1 ° gennaio 2015, lo stesso regolamento stabilisce che nessun HCFC riciclato o recuperato può essere fornito o utilizzato per la manutenzione di apparecchiature esistenti.

R22 è un HCFC ed è coperto da questi regolamenti. R22 è ancora un refrigerante comune in tutta la catena del freddo alimentare. Un’indagine condotta nel 2005 per il Carbon Trust (Strategic Review of Refrigeration Use in Food and Drink Sector) ha rilevato che il 70% dei siti di trasformazione alimentare disponeva di impianti di refrigerazione contenenti R22. È interessante notare che solo il 25 per cento di quelli con R22 in loco ha dichiarato che avevano in programma di acquistare nuovi impianti nei prossimi anni. Ciò indicherebbe che un gran numero di produttori alimentari ha ancora oggi impianti contenenti R22.

Sembrerebbe che poche aziende abbiano una strategia chiara per la sostituzione di R22. Con l’avvicinarsi delle date di eliminazione graduale dell’R22, la disponibilità di risorse (appaltatori, attrezzature e refrigerante) diventerà più scarsa e costosa. I produttori di alimenti hanno diverse opzioni per garantire che gli impianti di refrigerazione rimangano in uso una volta iniziata la fase di eliminazione dell’R22.

I regolamenti ODS non vietano agli impianti di operare utilizzando R22, ma legiferano contro l’uso di refrigerante vergine e riciclato. Se l’impianto è privo di perdite, è possibile continuare a funzionare utilizzando R22 per tutto il tempo che l’utente può desiderare. Tuttavia, l’utente si lascia vulnerabile se la pianta dovrebbe perdere, danneggiarsi o richiedere un lavoro correttivo invasivo. Gli utenti che possiedono un certo numero di impianti che operano su R22 sono meglio adottare una strategia di uscita graduale. Inizialmente, i registri dell’impianto dovrebbero essere esaminati per determinare gli impianti con storicamente i maggiori problemi di perdite e manutenzione. Queste piante possono quindi essere sostituite con nuove o (dopo essere state rese prive di perdite) eventualmente adattate con una sostituzione di goccia per R22. Supponendo che sia pulito, l’R22 dell’impianto ormai defunto può quindi essere utilizzato in altri impianti R22 fino al 2015. Se gli impianti contenenti R22 vengono gradualmente sostituiti, gli utenti possono pianificare e pianificare una graduale eliminazione di R22.

L’eliminazione graduale di R22, se effettuata in modo pianificato, è un’opportunità per gli utenti di migliorare e ottimizzare gli impianti. Nel corso del tempo, molti sistemi di refrigerazione potrebbero essere stati alterati e potrebbero non essere più pienamente adatti al loro compito. Esistono quindi opportunità per adattarsi a impianti meglio ottimizzati ed efficienti dal punto di vista energetico. Informazioni sulle opzioni disponibili ora e in futuro per migliorare l’efficienza degli impianti di refrigerazione sono disponibili tramite un progetto finanziato dalla Defra all’indirizzo: www.frperc.bris.ac.uk/defraenergy/index.html