IT201800008046A1 - Procedimento di affumicatura criogenica e relativo impianto - Google Patents

Procedimento di affumicatura criogenica e relativo impianto Download PDF

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Description

PROCEDIMENTO DI AFFUMICATURA CRIOGENICA E RELATIVO
IMPIANTO
La presente invenzione riguarda un procedimento di affumicatura criogenica.
L’invenzione riguarda inoltre un impianto di affumicatura criogenica.
Come è ben noto, esistono attualmente principalmente due tecniche principali per questo tipo di affumicatura, ed in particolare affumicatura a caldo e affumicatura a freddo.
In particolare, l’affumicatura a caldo, in funzione del tipo di prodotto da affumicare, prevede una temperatura spesso compresa tra i 65°C e gli 80°C, per un periodo di tempo variabile tra 1 ora e 24 ore, a seconda dell’aroma che si vuole impartire al prodotto stesso. Invece, nell’affumicatura a freddo, sempre in base alla tipologia di prodotto da sottoporre ad affumicatura, la temperatura di procedimento è mantenuta tra i 20°C ed i 30°C per un periodo di tempo variabile da qualche ora a parecchi giorni, a seconda dell’aroma che si vuole impartire al prodotto stesso.
E’ altresì noto come il fumo sia caratterizzato da una fase gassosa, ricca di vapore d’acqua, anidride carbonica, e sostanze volatili tra cui aldeide formica, fenolo, acido acetico, alcol etilico, e acidi organici, che concorrono al procedimento di affumicatura, e una fase particellare, in cui si trovano, tra i vari elementi, le sostanze tossiche quali gli idrocarburi policiclici aromatici (IPA).
La presenza di queste sostanze dipende in particolare dalla quantità di ossigeno (più alta è la presenza di ossigeno, minore è la formazione di idrocarburi), e dalla temperatura (più elevata è la temperatura nella camera di combustione e maggiore è la produzione di sostanze oncogene).
Esistono inoltre altri procedimenti di affumicamento che consento di abbreviare i tempi di trattamento. Si tratta in particolare della affumicatura elettrostatica e della affumicatura con fumo liquido.
In entrambi i casi non è previsto il contatto diretto tra il fumo prodotto da truciolo e l’alimento.
E’ altresì noto che l’affumicatura criogenica consiste in un procedimento di affumicatura a bassissima temperatura (intervallo tra -5°C e 5°C) ed eseguito in assenza di ossigeno nella camera di contatto fumoprodotto a differenza della cella di combustione del truciolo, all’interno della quale il tenore di ossigeno è superiore al 20,9% (media ambientale).
I prodotti affumicati con questo tipo di procedimento di affumicatura risultano migliori dal punto di vista organolettico, chimico, nutrizionale, microbiologico e di shelf-life, rispetto ai prodotti affumicati con il metodo tradizionale a caldo e a freddo, impiegando fumo ottenuto dalla combustione di trucioli di legno.
Nel procedimento di affumicatura criogenica possono essere utilizzate essenze legnose, diverse in funzione del sapore che sono in grado di conferire al prodotto sottoposto ad affumicatura, e, soprattutto, si può affumicare qualsiasi tipo di alimento.
A differenza dell’affumicatura tradizionale, con il procedimento di affumicatura criogenica proposto secondo la presente invenzione, si evita completamente la coagulazione delle albumine, che induce la formazione di una crosta superficiale nell’alimento, da cui deriva una alterazione dei caratteri organolettici, con possibili processi di putrefazione ed irrancidimento.
Alla luce di quanto sopra, viene proposto, secondo la presente invenzione, un procedimento di affumicatura criogenica che consente di ottenere una qualità del prodotto finale decisamente migliore rispetto ai procedimenti tradizionali.
Forma pertanto oggetto specifico della presente invenzione un procedimento di affumicatura criogenica comprendente le fasi di:
- disporre i prodotti da sottoporre ad affumicatura criogenica all’interno di una camera di affumicatura isolata, preferibilmente su griglie di posizionamento;
- introdurre in detta camera gas criogenico inerte, sino a raggiungere una temperatura di affumicatura pre-determinata;
- introdurre il fumo di affumicatura, detto fumo venendo raffreddato dal gas criogenico inerte precedentemente introdotto in detta camera;
- terminata l’affumicatura del prodotto, scaricare i gas dall’interno della camera ed estrarre il prodotto affumicato.
Preferibilmente, secondo l’invenzione, detto gas criogenico è inertizzato mediante un gas inerte, in particolare argon e/o azoto.
Sempre secondo l’invenzione, il fumo di affumicatura è realizzato in una cella di combustione, all’interno della quale viene introdotta aria arricchita con ossigeno (azoto 50% - 80%/ossigeno 20% - 50%).
Ulteriormente, secondo l’invenzione, il fumo è ottenuto mediante combustione senza fiamma di truciolo di legno. L’invenzione riguarda inoltre un impianto di affumicatura criogenica, detto impianto prevedendo - una camera di affumicatura isolata, provvista di mezzi per il posizionamento del prodotto da sottoporre ad affumicatura, un entrata di alimentazione di gas criogenico, detta entrata essendo provvista di una elettrovalvola, una sonda della temperatura, un sistema di distribuzione criogenica, e di una entrata del fumo e di gas inerte;
- una cella di combustione, provvista di entrata di aria arricchita con ossigeno, di un sistema di riscaldamento, di una uscita dei fumi; e
- un sistema di trasferimento dei fumi da detta cella a detta camera di affumicatura.
Preferibilmente, secondo l’invenzione, detto sistema di distribuzione criogenica di detta camera prevede una ventola.
Ancora secondo l’invenzione, detta elettrovalvola è comandata da una PLC.
Sempre secondo l’invenzione, detta cella di combustione prevede un coperchio superiore, rimovibile, per l’inserimento del truciolo, e attraverso il quale coperchio è realizzata detta entrata.
Ulteriormente, secondo l’invenzione, detto sistema di riscaldamento di detta cella è costituito da una resistenza elettrica.
Infine, secondo l’invenzione, detto sistema di trasferimento dei fumi da detta cella a detta camera di affumicatura è costituito da un sistema venturi.
La presente invenzione verrà ora descritta, a titolo illustrativo, ma non limitativo, secondo sue forme preferite di realizzazione, con particolare riferimento alle figure dei disegni allegati, in cui:
la figura 1 è una prima vista schematica di un impianto di affumicatura criogenica secondo l’invenzione;
la figura 2 è una seconda vista schematica dell’impianto di affumicatura criogenica secondo l’invenzione; e
la figura 3 mostra un particolare della figura 2.
Come detto in quel che precede, l’invenzione riguarda un procedimento di affumicatura criogenica, che prevede l’impiego di gas criogenici inerti (argon e/o azoto) per poter ridurre e mantenere la temperatura del prodotto da affumicare molto bassa, in assenza di ossigeno. Inoltre, il procedimento secondo l’invenzione consente di mantenere una miscela di azoto ed ossigeno con una percentuale di ossigeno superiore al 20,9% all’interno della cella di combustione del truciolo. Nel procedimento secondo l’invenzione, il fumo è prodotto mediante combustione incompleta, indotta da una resistenza elettrica, in un’unità esterna (cella di combustione), e poi traferito, mediante sistema venturi, all’interno di una camera di affumicatura.
Sempre nel procedimento secondo l’invenzione, viene come detto utilizzato un gas inerte (argon e/o azoto) quale mezzo di trasporto del fumo all’interno della camera, così garantendo l‘assenza di ossigeno all’interno della camera di affumicatura.
Al fine di ridurre la formazione di idrocarburi policiclici aromatici, durante la combustione del truciolo all’interno della cella di combustione, viene immessa aria arricchita di ossigeno (tra il 22% e il 50%, in funzione dell’essenza legnosa utilizzata).
Venendo ora ad osservare le figure dei disegni allegati, si osserva come l’impianto di affumicatura secondo l’invenzione, indicato genericamente con il riferimento numerico 100, comprendente una cella di combustione 1, per la generazione di fumo, ed una camera 2 di affumicatura isolata.
La camera 2 di affumicatura è un contenitore, che può essere di varie dimensioni, isolato termicamente, all’interno della quale è installato un erogatore 3 di gas criogenico inerte (argon e/o azoto), controllato da una sonda 4 di temperatura che attiva, mediante PLC, una elettrovalvola 5, che consente il flusso del gas criogenico ad intervalli di 5-10 secondi.
Una volta raggiunta la temperatura stabilita, variabile in funzione della tipologia di prodotto da affumicare, il flusso di gas criogenico è interrotto (si veda in particolare la figura 1).
Il fumo utilizzato per l’affumicatura viene immesso attraverso una entrata 6, unitamente al gas inerte (azoto e/o argon).
Osservando ora in dettaglio le figure 2 e 3 dei disegni allegati, detto fumo è prodotto in un apparato costituito dalla cella 1 di combustione e da un sistema venturi 7, ad essa collegato tramite un canale di aspirazione 8.
Un flusso di aria arricchita con ossigeno entra nella cella 1 attraverso l’entrata 9.
Detto l sistema venturi aspira il fumo dalla cella 1 di combustione e lo diffonde all’interno della camera 2 di affumicatura.
Anche la cella 1 di combustione è costituita da un contenitore isolato, all’interno del quale è prevista una resistenza 10 elettrica, al di sopra della quale è adagiato il truciolo di legno 11.
La resistenza elettrica 10 è in grado di portare a combustione il truciolo 11, in assenza di fiamma.
Detta cella 1 prevede superiormente un coperchio 12, rimovibile, per il caricamento del truciolo 11, per la pulizia della resistenza 10 e la rimozione del truciolo combusto.
Detta entrata 9 per l’aria arricchita con ossigeno è realizzata attraverso detto coperchio 12. L’aria arricchita con ossigeno ha una composizione variabile tra il 50% - 80% di azoto e il 20% - 50% di ossigeno, in funzione dell’essenza del truciolo di legno utilizzato.
Come accennato, inferiormente alla cella 1 isolata è previsto il sistema venturi 7, che aspira il fumo prodotto nella cella 1 di combustione, attraverso il canale di aspirazione 8, e lo immette all’interno della camera 2 di affumicatura.
La depressione in grado di aspirare il fumo è generata dall’immissione dei gas inerti (freccia A) all’interno del sistema venturi 7.
Il fumo immesso nella camera 2 di affumicatura è immediatamente raffreddato dall’azoto e/o argon liquido immesso all’interno della camera 2 stessa tramite detta elettrovalvola 5, controllata da PLC, che controlla la temperatura impostata.
All’interno della camera 2 di affumicatura è installato un sistema di distribuzione 3 del gas criogenico, dotato di ventola 13, in grado di distribuire uniformemente i gas inerti ed il fumo.
Sempre all’interno della camera 2 di affumicatura sono previste griglie 14 per il posizionamento del prodotto da sottoporre ad affumicatura.
Inoltre, una uscita 15 dei gas esausti è prevista superiormente a detta camera 2 di affumicatura.
La PLC è indicata genericamente con il riferimento numerico 16 in figura 1.
Il procedimento di affumicatura criogenica secondo l’invenzione prevede l’uso di gas criogenici inerti quali azoto e/o argon, gas in grado di abbassare la temperatura del prodotto da affumicare e del fumo proveniente dalla cella 1 di combustione e di mantenere la camera 2 di affumicatura priva di ossigeno.
I gas criogenici inerti sono aspirati all’interno della camera 2 di affumicatura durante l’intero trattamento di affumicatura.
Secondo il tipo di prodotto da affumicare, la temperatura della camera 2 di affumicatura e del prodotto, è una temperatura costante in un intervallo compreso tra -5°C e 10°C.
I gas criogenici inerti saturano la camera 2 di affumicatura, preservando in tal modo il prodotto dalle ossidazioni che ne alterano i valori nutrizionali quali gli omega 3.
Inoltre la presenza dei gas criogenici inerti evita l’imbrunimento di origine ossidativa dei prodotti sottoposti ad affumicatura ed il fenomeno di irrancidimento dei composti lipidici normalmente generato dalla presenza dell’ossigeno.
Il rapido abbattimento della temperatura impedisce che il prodotto subisca il calo del peso causato da evaporazione del liquido intra ed extra cellulare e consente di ottenere una notevole riduzione della proliferazione batterica, in particolare delle specie aerobie.
Inoltre la mancanza di ossigeno nella camera 2 di affumicatura, unitamente alla presenza di azoto e/o argon, provoca la riduzione dello ione nitrato (NO3-) a ione nitrito (NO2-) con formazione di HNO2, sostanza dotata di spiccata azione germicida, soprattutto nei confronti dei batteri del genere Clostridium (si veda ad esempio “Chimica degli alimenti” P. Cappelli, V. Vannucchi).
Al fine di dimostrate i vantaggi ottenuti con il procedimento e l’impianto secondo l’invenzione, per l’esecuzione delle prove sono stati utilizzati prodotti dello stesso tipo, sottoposti alle stesse condizioni di concia (sale e zucchero per 24 ore in sottovuoto).
Il 50% dei prodotti conciati sottoposto a prova, è stato affumicato con il sistema tradizionale, mentre il il restante campione è stato affumicato con il procedimento secondo l’invenzione.
In particolare, si riporta nel seguito la relazione tecnica redatta dal Dr. Pietro Rocculi, ricercatore tecnologie alimentari dell’Università di Bologna, in cui si fa riferimento ad analisi chimico-fisiche eseguite su campioni di filetti di salmone affumicati con processo tradizionale e con il processo qui descritto.
Relazione
Materiali e metodi impiegati
Contenuto in sostanza secca (%)
Il contenuto di sostanza secca (%) è stato calcolato con metodo gravimetrico considerando la differenza di peso prima e dopo essiccazione in stufa a 105 °C, fino al raggiungimento di peso costante. La percentuale di sostanza secca è stata calcolata come di seguito riportato:
Sostanza secca (%) =
dove e sono rispettivamente i grammi di campione umido e secco. L’analisi è stata effettuata in quintuplo per ogni campione.
Colore con colorimetro tristimolo
Il colore dei campioni di salmone affumicato è stato misurato utilizzando uno spettrofotocolorimetro tristimolo mod. Colorflex (Hunterlab, Virginia, USA). I risultati sono stati espressi come L* (luminosità), a* (indice di rosso/verde) e b* (indice di giallo/blu) della scala CIELab. L’analisi è stata effettuata almeno in quintuplo per ogni campione.
Durezza con dinamometro Texture Analyser
La durezza è stata misurata tramite un dinamometro mod. Texture Analyser HDi 500 (Stable Micro System, Surray, UK) dotato di cella di carico da 50 kg. È stato effettuato un test di taglio utilizzando una lama Warner Bratzler di acciaio con intaglio a V con angolo di 60°. I dati ottenuti sono stati espressi in termini di durezza valutata con il picco di forza massima registrato (N) durante il taglio in direzione trasversale alle fibre muscolari dei filetti analizzati. L’analisi è stata effettuata almeno in quintuplo per ogni campione.
Attività dell’acqua (aw)
La determinazione dell’aw è stata eseguita con misuratore Aqualab (Decagon Device, USA) ed è stata effettuata almeno in quintuplo per ogni campione.
Analisi statistica
La significatività delle differenze dei risultati ottenuti è stata valutata utilizzando il programma Statistics 22.0 (SPSS Inc., Chicago, IL, USA) attraverso l’analisi della varianza ad una via (ANOVA), con test di Tukey per p < 0.05.
Risultati
La quasi totalità dei parametri chimico-fisici misurati sono risultati significativamente diversi tra il campione affumicato con metodo tradizionale e quello con affumicatura a freddo. Per quel che riguarda il colore, l’affumicatura innovativa ha permesso di ottenere un prodotto più chiaro (valori di L* più alti) e con una componente gialla più bassa (valori di b* più bassi), mentre non ha provocato modificazioni significative in termini di indice di rosso (a*). Tali differenze sono state probabilmente dovute a una più elevata degradazione dei pigmenti nonché ad un maggior shrinkage (contrazione) del prodotto, a seguito di affumicatura tradizionale. Per quel che riguarda il contenuto in sostanza secca, il processo di affumicatura tradizionale ha promosso una maggior disidratazione del prodotto, il cui contenuto in acqua è risultato di circa il 7% più basso rispetto al campione affumicato a freddo. Anche i valori di aw hanno confermato tale andamento; il processo di affumicatura tradizionale ha infatti ridotto l’aw fino ad un livello di 0,894, mentre quello innovativo fino a 0,950. Questo si è tradotto anche in una sostanziale differenza in termini di tenerezza dei campioni; per quel che riguarda la durezza, infatti, il prodotto affumicato con metodo tradizionale ha mostrato un valore circa il doppio di quello ottenuto con metodo innovativo.
Tabella 1.
Risultati dei parametri chimico-fisici rilevati sui campioni di salmone affumicati con metodo tradizionale (Controllo) ed innovativo (Crio-Affumicato).
significativamente diversi per p < 0.05
Sono state inoltre effettuate delle analisi microbiologiche (mesofila totale), eseguite da EptaNord, che indicano i risultati ottenuti per il File 17LA07217-EptaNord relativo al campione affumicato con il procedimento tradizionale, e per il file 17LA07218-EptaNord relativo al campione affumicato con il procedimento secondo la presente invenzione. I risultati delle prove sono conservati presso gli archivi della Richiedente.
Sempre presso gli archivi della Richiedente sono conservati i risultati relativi ad analisi Ipa e PCB eseguite da Epta Nord sui prodotti in esame.
I prodotti affumicati con il procedimento qui proposto e descritto hanno evidenziato notevoli miglioramenti rispetto a quelli trattati con i procedimenti tradizionali.
In particolare, si sono riscontrati miglioramenti dal punto di vista organolettico, tra cui, un colore più brillante, delle carni più compatte, un aroma più intenso e un profumo persistente.
Altri vantaggi ottenuti con il procedimento secondo l’invenzione, sono quelli chimici, tra cui si possono menzionare, una riduzione di idrocarburi policiclici aromatici (Ipa), e una riduzione delle nitrosammine. Si sono inoltre riscontrati miglioramenti da un punto di vista nutrizionale, dovuti ad una maggiore stabilità degli acidi grassi.
Infine, dal punto di vista tecnologico-alimentare, si hanno un aumento della shelf-life e una riduzione del calo di peso.
La presente invenzione è stata descritta, a titolo illustrativo, ma non limitativo, secondo sue forme preferite di realizzazione, ma è da intendersi che variazioni e/o modifiche potranno essere apportate dagli esperti nel ramo, senza per questo uscire dal relativo ambito di protezione.

Claims (10)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Procedimento di affumicatura criogenica, detto procedimento comprendendo le fasi di: - disporre i prodotti da sottoporre ad affumicatura criogenica all’interno di una camera (2) di affumicatura isolata, preferibilmente su griglie di posizionamento (14); - introdurre in detta camera (2) gas criogenico inerte, sino a raggiungere una temperatura di affumicatura pre-determinata; - introdurre il fumo di affumicatura, detto fumo venendo raffreddato dal gas criogenico inerte precedentemente introdotto in detta camera (2); - terminata l’affumicatura del prodotto, scaricare i gas dall’interno della camera (2) ed estrarre il prodotto affumicato.
  2. 2. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto gas criogenico è inertizzato mediante un gas inerte, in particolare argon e/o azoto.
  3. 3. Procedimento secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il fumo di affumicatura è realizzato in una cella di combustione, all’interno della quale viene introdotta aria arricchita con ossigeno (azoto 50% - 80%/ossigeno 20% -50%).
  4. 4. Procedimento secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il fumo è ottenuto mediante combustione senza fiamma di truciolo di legno.
  5. 5. Impianto (100) per l’affumicatura criogenica, detto impianto prevedendo - una camera (2) di affumicatura isolata, provvista di mezzi (14) per il posizionamento del prodotto da sottoporre ad affumicatura, un entrata di alimentazione di gas criogenico, detta entrata essendo provvista di una elettrovalvola (5), una sonda della temperatura (4), un sistema di distribuzione criogenica (3), e di una entrata (6) del fumo e di gas inerte; - una cella (1) di combustione, provvista di entrata (9) di aria arricchita con ossigeno, di un sistema di riscaldamento (10), di una uscita (8) dei fumi; e - un sistema (7) di trasferimento dei fumi da detta cella (1) a detta camera (2) di affumicatura.
  6. 6. Impianto (100) secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che detto sistema di distribuzione criogenica (3) di detta camera (2) prevede una ventola (13).
  7. 7. Impianto (100) secondo una delle rivendicazioni 5-6, caratterizzato dal fatto che detta elettrovalvola (5) è comandata da una PLC.
  8. 8. Impianto (100) secondo una delle rivendicazioni 5-7, caratterizzato dal fatto che detta cella di combustione (1) prevede un coperchio (12) superiore, rimovibile, per l’inserimento del truciolo, e attraverso il quale coperchio (12) è realizzata l’entrata (9).
  9. 9. Impianto (100) secondo una delle rivendicazioni 5-8, caratterizzato dal fatto che detto sistema di riscaldamento di detta cella (1) è costituito da una resistenza elettrica (10).
  10. 10. Impianto (100) secondo una delle rivendicazioni 5-9, caratterizzato dal fatto che detto sistema (7) di trasferimento dei fumi da detta cella (1) a detta camera (2) di affumicatura è costituito da un sistema venturi (7).
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