ITRM20120499A1 - Metodo per la preparazione di conservanti nel settore alimentare - Google Patents

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Description

D E S C R I Z I O N E
"METODO PER LA PREPARAZIONE DI CONSERVANTI NEL SETTORE ALIMENTARE"
La presente invenzione è relativa ad un metodo per la preparazione di conservanti nel settore alimentare.
Molti prodotti alimentari necessitano l'aggiunta di sostanze chimiche per evitare il loro deperimento a causa dell'azione di microrganismi o dell'ossidazione da parte dell'ossigeno contenuto nell'aria. Tali sostanze chimiche sono generalmente indicati come conservanti alimentari.
Pochi sono i conservanti alimentari veramente innocui. La maggior parte dei conservanti alimentari può avere effetti indesiderati se si superano determinati limiti di assunzione. Tra questi conservanti alimentari ricordiamo i nitriti ed i nitrati
Per una corretta valutazione circa la tossicità di tali conservanti alimentari è importante ricordare che, ad esempio, i nitriti e i nitrati sono convertiti dall'organismo che li consuma in nitrosammine, le quali sono spesso implicate in processi potenzialmente cancerogeni.
Nel settore alimentare è, quindi, fortemente sentita la necessità di disporre di conservanti che siano efficaci nello scongiurare il deperimento degli alimenti ed al tempo risultino privi di controindicazioni tossicologiche.
Il Richiedente ha realizzato un metodo per produrre conservanti alimentari a partire da estratti di molecole di matrice vegetale in maniera da sostituire le molecole di sintesi chimica come, ad esempio, i nitriti e nitrati attualmente impiegate massivamente in campo alimentare. I conservanti realizzati con il metodo della presente invenzione possono essere utilizzati per la produzione di prodotti a base di carne sia cruda sia cotta (ad es. insaccati e non); di frutta e verdura, fiori e latticini con liquido di governo e/o a lunga stagionatura.
Oggetto della presente invenzione è un metodo per la preparazione di conservanti nel settore alimentare comprendente in sequenza operativa le fasi di:
- estrazione in cui una matrice vegetale con proprietà antiossidanti e antimicrobiche è sottoposta ad un flusso di anidride carbonica in stato di sub-criticità, per l'ottenimento di una miscela di fitoestratti;
- separazione in cui la miscela di fitoestratti proveniente dalla fase di estrazione primaria viene sottoposta ad una estrazione cromatografica mediante l'azione di anidride carbonica in stato di sub-criticità, al fine di separare i detti fitoestratti in funzione della loro massa;
- miscelazione, in cui una parte dei fitoestratti ottenuti dalla fase di separazione sono miscelati tra loro e addizionati di acqua alcalinizzata e ionizzata.
Preferibilmente, nella detta fase di estrazione l'anidride carbonica in stato di sub criticità è utilizzata ad un temperatura compresa tra 20 e 30 °C e ad una pressione compresa tra 50 e 75 atm.
Preferibilmente, nella detta fase di separazione l'anidride carbonica in stato di sub criticità è utilizzata ad un temperatura compresa tra 20 e 40°C e ad una pressione compresa tra 40 e 70 atm.
Preferibilmente, nella detta fase di miscelazione è utilizzata acqua alcalina ionizzata ad un temperatura compresa tra 10 e 20 °C un pH da 7,5 a 9,5 ed un potenziale di ossido riduzione compreso tra -200 mV e -400 mV.
Preferibilmente, la specie vegetale utilizzata comprende uno o più dei seguenti composti: Rosmarinus Officinalis; Malpighia Punicifolia; Raphanus Niger, Citrus Limonum, Curcuma Longa, Harpagophytum Procumbens; Salix Alba, Achillea Millefolium, Allium Ursinum; Alpinia Speciosa, Anacardium Occidentale, Anthriscus Cerefollium Arachis Hypogea, Avena Sativa, Bixa Orellana, Brassica Alba, Camellia Sinesi, Carica Papaya, Carthamus Tinctorium, Carum Carvi, Satureia Montana Cocus Nucifera, Pinus Palustris, Allium Ascalonicum, Pinus Solander, Pinus Pinaster, Satureja Montana.
Preferibilmente, nella fase di miscelazione una frazione della porzione di fitoestratto pesante ottenuta dalla fase di separazione è miscelata e una frazione della porzione di fitoestratto leggero ottenuta dalla fase di separazione sono miscelati tra loro.
Un ulteriore oggetto della presente invenzione è un conservante per uso alimentare preparato con il metodo oggetto della presente invenzione.
Per una migliore comprensione della presente invenzione sono di seguito riportati degli esempi di attuazione a scopo illustrativo e non limitativo.
PREPARAZIONE PRODOTTO CONSERVANTE PER PRODOTTI A BASE DI CARNE INSACCATA
- Estrazione primaria con anidride carbonica sub-critica -Un apparato di estrazione comprende una unità di estrazione e una unità di precipitazione. L'unità di estrazione comprende, a sua volta, un recipiente di forma rettangolare realizzato in acciaio inox, in cui la materia vegetale viene sottoposta ad un flusso di anidride carbonica sub-critica a temperatura costante pari a 23 °C e ad una pressione di 65 atm per un periodo di 3 minuti; la matrice vegetale è composta da 50 gr di Rosmarinus Officinalis in foglie con una pezzatura 3 mm, 50 gr di rizoma essiccato di Curcuma Longa con una pezzatura di 1 mm, 50 gr di Allium Ursinum in foglie con una pezzatura di 2 mm, 50 gr di Bixa Orellana in polvere con una pezzatura di 0,5 mm. Dopo un periodo di equilibrio, la soluzione satura viene fatta passare nell'unità di precipitazione attraverso un dispositivo di espansione, ad esempio un ugello capillare, dove è mantenuta per un periodo di 2 minuti .
Una volta terminata la fase di estrazione primaria, la materia prima vegetale esausta viene eliminata, mentre la porzione liquida costituita da fitoestratto viene raccolta per essere sottoposta alla successiva fase di separazione.
- Separazione cromatografica con fluido sub-critico -Come fluido sub-critico si utilizza anidride carbonica in fase di gas denso ad una temperatura di 30 °C ed una pressione di 70 atm.
Una colonna di separazione è riempita di zeolite avente un diametro di 2 mm. In particolare, la colonna di separazione è suddivisa in una porzione di estrazione ed in un a porzione di scarico.
La separazione è realizzata mediante un gradiente di temperatura. La porzione di estrazione è dotata di un sistema di riscaldamento a gradiente di temperatura lungo la sua altezza, con temperature comprese tra 15 e 30 °C e crescenti con l'altezza.
Nella porzione di estrazione la miscela di fitoestratti da separare e anidride carbonica sub-critica reagiscono per un periodo di 10 minuti ad una temperatura compresa tra 15 e 30 °C permettendo la solubilizzazione dei composti da frazionare; nella successiva porzione di scarico adiacente, invece, la miscela di fitoestratti e anidride carbonica subcritica reagiscono per un periodo di 5 minuti ad una temperatura compresa tra 5 e 10 °C in modo tale da diminuire drasticamente la solubilità di uno o più composti; dai diversi settori della porzione di scarico vengono raccolte le porzioni di fitoestratto in funzione della loro massa (la pressione necessaria per l'estrazione aumenta con il peso molecolare dei composti, per volatilità (sono più solubili i composti con più alta tensione di vapore), e polarità (ad esempio in un fluido subcritico apolare come la CO2 è favorita la solubilizzazione di composti apolari) identificandole, così, in porzioni leggere e porzioni pesanti che verranno successivamente miscelate tra loro dopo una opportuna selezione.
Ionizzazione acqua di miscelazione L'acqua alcalina ionizzata è stata ottenuta grazie ad uno ionizzatone d'acqua alcalina collegato alla rete di distribuzione d'acqua, lo ionizzatone d'acqua alcalina ha due camere: una con elettrodi in titanio, in cui l'elettrodo negativo attira nella sua camera i minerali positivi che sono minerali alcalini, mentre l'elettrodo positivo attira nella sua camera i minerali negativi, che sono minerali acidi. Quando l'acqua entra nello ionizzatone d'acqua alcalina, i minerali positivi alcalini e quelli negativi acidi sono miscelati insieme. Il processo di ionizzazione attira in una camera solo i minerali alcalini, e nell'altra solo quelli acidi. Le due camere sono separate da una membrana fibro-ceramica per far passare i minerali inorganici ionizzati. Mentre l'acqua di rete attraversa lo ionizzatone d'acqua alcalina, avviene il processo di ionizzazione e si ottiene acqua alcalina ionizzata, l'acqua alcalina ionizzata prodotta ha un potenziale redox di -200 e mV ed un pH di 7,5.
- Miscelazione -50 mi della porzione leggera e 100 mi della porzione pesante di fitoestratto ottenuti dalla fase di separazione vengono miscelati fino a completa omogeneizzazione con 850 mi di acqua alcalina ionizzata presentante un potenziale redox di -200 mV ed pH di 7,5 e preparata come sopra descritto.
Un litro della soluzione risultante risulta avere la seguente composizione: 850 mi di acqua; 50 mi di Acido Rosmarinico; 35 mi di Curcumina; 25 mi di Acido Ascorbico 10 mi di Ampelotina; 10 mi di Bixina; 10 mi di Norbixina; 10 mi di Malvidina.
- Test sul potere conservante su insaccati di carne di suino -La soluzione risultante è stata testata come conservante per insaccati.
In particolare, sono stati utilizzati 0,5 mi della soluzione sopra riportata per 1000 gr di insaccato. Per confronto è stato utilizzato quale conservante tradizionale una miscela composta da 2 gr di Nitrato di Potassio (E 252) e 1 gr di Nitrito di Potassio (E 249) per 1000 gr del medesimo insaccato.
Dopo 30 giorni, un campione di 100 gr di ognuno dei due insaccati è stato sottoposto ad analisi per poterne verificare la presenza batterica.
In Tabella I sono riportati i valori in CFU/g di carica batterica rilevati sull'insaccato comprendente il conservante alimentare prodotto dalla presente invenzione (Insaccato inv.) e sull'insaccato comprendente il conservante alimentare tradizionale (Insaccato conf.).
TABELLA I
Insaccato Insaccato
PREPARAZIONE PRODOTTO CONSERVANTE PER PRODOTTI MACINATI A BASE DI CARNE FRESCA
- Estrazione primaria con anidride carbonica sub-critica -L'apparato utilizzato è uguale a quello descritto nell'esempio precedente. Nel recipiente di forma rettangolare realizzato in acciaio inox, la materia vegetale viene sottoposta ad un flusso di anidride carbonica sub-critica a temperatura costante pari a 24 °C e ad una pressione di 69 atm per un periodo di 4 minuti; la matrice vegetale è composta da 50 gr di Cocos Nucifera in polvere con una pezzatura 0,5 mm, 100 gr di buccia essiccata di Citrus Limonum con una pezzatura di 1 mm, 50 gr di Rosmarinus Officinalis in foglie con una pezzatura di 2 mm, 50 gr di Carica Papaya in polvere con una pezzatura di 0,5 mm.
Dopo un periodo di equilibrio, la soluzione satura viene fatta passare nell'unità di precipitazione attraverso un dispositivo di espansione, ad esempio un ugello capillare, dove è mantenuta per un periodo di 4 minuti.
Una volta terminata la fase di estrazione primaria, la materia prima vegetale esausta viene eliminata, mentre la porzione liquida costituita da fitoestratto viene raccolta per essere sottoposta alla successiva fase di separazione.
- Separazione cromatografica con fluido sub-critico -Come fluido sub-critico si utilizza anidride carbonica in fase di gas denso ad una temperatura di 28 °C ed una pressione di 68 atm.
Una colonna di separazione è riempita di zeolite avente un diametro di 1 mm. In particolare, la colonna di separazione è suddivisa in una porzione di estrazione ed in un a porzione di scarico.
La separazione è realizzata mediante un gradiente di temperatura. La porzione di estrazione è dotata di un sistema di riscaldamento a gradiente di temperatura lungo la sua altezza, con temperature comprese tra 15 e 35 °C e crescenti con l'altezza.
Nella porzione di estrazione la miscela di fitoestratti da separare e anidride carbonica sub-critica reagiscono per un periodo di 15 minuti ad una temperatura compresa tra 20 e 35 °C permettendo la solubilizzazione dei composti da frazionare; nella successiva porzione di scarico adiacente, invece, la miscela di fitoestratti e anidride carbonica subcritica reagiscono per un periodo di 15 minuti ad una temperatura compresa tra 5 e 15 °C in modo tale da diminuire drasticamente la solubilità di uno o più composti; dai diversi settori della porzione di scarico vengono raccolte le porzioni di fitoestratto in funzione della loro massa (la pressione necessaria per l'estrazione aumenta con il peso molecolare dei composti, per volatilità (sono più solubili i composti con più alta tensione di vapore), e polarità (ad esempio in un fluido subcritico apolare come la CO2 è favorita la solubilizzazione di composti apolari) identificandole, così, in porzioni leggere e porzioni pesanti che verranno successivamente miscelate tra loro dopo una opportuna selezione.
- Ionizzazione acqua di miscelazione -È stato ripetuto quanto già descritto nell'esempio precedente.
- Miscelazione con acqua alcalina ionizzata -150 mi della porzione leggera e 50 mi della porzione pesante di fitoestratto ottenuti dalla fase di separazione vengono miscelati fino a completa omogeneizzazione con 800 mi di acqua alcalina ionizzata presentante un potenziale redox di -300 mV ed pH di 8,5 e preparata come sopra descritto.
Un litro della soluzione risultante risulta avere la seguente composizione: 800 mi di acqua; 95 mi di Acido Ascorbico, 25 mi di Curcumina, 20 mi di Acido Rosmarinico; 20 mi di Ampelotina; 20 mi di Bixina; 10 mi di Monolaurina; 10 mi di Malvidina.
- Test sul potere conservante su carne macinata fresca di bovino e suino -La soluzione risultante è stata testata come conservante per carni fresche.
In particolare, è stato utilizzato 1 mi della soluzione sopra riportata per 1000 gr di carne fresca macinata. Per confronto la carne fresca macinata è stata preparata senza l'utilizzo di nessun conservante tradi zionale .
Dopo 15 giorni, un campione di 100 gr di ognuno dei due macinati è stato sottoposto ad analisi per poterne verificare la presenza batterica.
In Tabella II sono riportati i valori in CFU/g di carica batterica rilevati sul macinato comprendente il conservante alimentare prodotto dalla presente invenzione (Macinato inv.) e sul macinato senza conservanti (Macinato Conf .).
Dai dati di Tabella II si evince come l'uso del conservante oggetto della presente invenzione sia in grado di garantire una netta diminuzione della carica batterica presente nel prodotto alimentare.
PREPARAZIONE PRODOTTO CONSERVANTE PER LATTICINI CON LIQUIDO DI GOVERNO
- Estrazione primaria con anidride carbonica sub-critica -L'apparato utilizzato è uguale a quello descritto nel primo esempio. Nel recipiente di forma rettangolare realizzato in acciaio inox, la materia vegetale viene sottoposta ad un flusso di anidride carbonica sub-critica a temperatura costante pari a 25 °C e ad una pressione di 67 atm per un periodo di 5 minuti; la matrice vegetale è composta da 50 gr di Cocos Nucifera in polvere con una pezzatura 0,5 mm, 50 gr di buccia essiccata di Citrus Limonum con una pezzatura di 1 mm, 50 gr di Satureja Montana in foglie con una pezzatura di 2 mm, 50 gr di Carica Papaya in polvere con una pezzatura di 0,5 mm.
Dopo un periodo di equilibrio, la soluzione satura viene fatta passare nell'unità di precipitazione attraverso un dispositivo di espansione, ad esempio un ugello capillare, dove è mantenuta per un periodo di 3 minuti.
Una volta terminata la fase di estrazione primaria, la materia prima vegetale esausta viene eliminata, mentre la porzione liquida costituita da fitoestratto viene raccolta per essere sottoposta alla successiva fase di separazione.
- Separazione cromatografica con fluido sub-critico -Come fluido sub-critico si utilizza anidride carbonica in fase di gas denso ad una temperatura di 29 °C ed una pressione di 69 atm.
Una colonna di separazione è riempita di zeolite avente un diametro di 0,5 mm. In particolare, la colonna di separazione è suddivisa in una porzione di estrazione ed in un a porzione di scarico.
La separazione è realizzata mediante un gradiente di temperatura. La porzione di estrazione è dotata di un sistema di riscaldamento a gradiente di temperatura lungo la sua altezza, con temperature comprese tra 15 e 35 °C e crescenti con l'altezza.
Nella porzione di estrazione la miscela di fitoestratti da separare e anidride carbonica sub-critica reagiscono per un periodo di 10 minuti ad una temperatura compresa tra 20 e 35 °C permettendo la solubilizzazione dei composti da frazionare; nella successiva porzione di scarico adiacente, invece, la miscela di fitoestratti e anidride carbonica subcritica reagiscono per un periodo di 10 minuti ad una temperatura compresa tra 5 e 10 °C in modo tale da diminuire drasticamente la solubilità di uno o più composti; dai diversi settori della porzione di scarico vengono raccolte le porzioni di fitoestratto in funzione della loro massa (la pressione necessaria per l'estrazione aumenta con il peso molecolare dei composti, per volatilità (sono più solubili i composti con più alta tensione di vapore), e polarità (ad esempio in un fluido subcritico apolare come la CO2 è favorita la solubilizzazione di composti apolari) identificandole, così, in porzioni leggere e porzioni pesanti che verranno successivamente miscelate tra loro dopo una opportuna selezione.
- Ionizzazione acqua di miscelazione -È stato ripetuto quanto già descritto nel primo esempio.
- Miscelazione con acqua alcalina ionizzata -100 mi della porzione leggera e 100 mi della porzione pesante di fitoestratto ottenuti dalla fase di separazione vengono miscelati fino a completa omogeneizzazione con 800 mi di acqua alcalina ionizzata presentante un potenziale redox di -400 mV ed pH di 8,0 e preparata come sopra descritto.
Un litro della soluzione risultante risulta avere la seguente composizione: 800 mi di acqua; 90 mi di Acido Ascorbico, 20 mi di Curcumina, 20 mi di Acido Rosmarinico; 40 mi di Carvacrolo; 15 mi di Monolaurina; 15 mi di Cimene.
- Test sul potere conservante su latticini con liquido di governo -La soluzione risultante è stata testata come conservante per latticini con liquido di governo.
In particolare, sono stati utilizzati 2 mi della soluzione sopra riportata per 1000 gr di latticino conservato in 1000 mi di liquido di governo. Per confronto il latticino con liquido di governo tradizionale è stato preparato senza l'utilizzo di nessun conservante tradizionale.
Dopo 10 giorni, un campione di 100 gr di ognuno dei due latticini è stato sottoposto ad analisi per poterne verificare la presenza batterica.
In Tabella III sono riportati i valori in CFU/g di carica batterica rilevati sul latticino comprendente il conservante alimentare prodotto dalla presente invenzione (Latticino inv.) e sul latticino senza conservante alimentare tradizionale (latticino Conf.).
TABELLA III
Similmente a quanto commentato in base ai dati di Tabella II, anche dai dati di Tabella III si evince come il conservante oggetto della presente invenzione garantisca una drastica diminuzione della carica batterica presente nel prodotto alimentare.

Claims (8)

  1. R IV E N D I C A Z I O N I 1. Metodo per la preparazione di conservanti nel settore alimentare comprendente in sequenza operativa le fasi di: - estrazione in cui una matrice vegetale con proprietà antiossidanti e antimicrobiche è sottoposta ad un flusso di anidride carbonica in stato di sub-criticità, per l'ottenimento di una miscela di fitoestratti; - separazione in cui una miscela di fitoestratti proveniente dalla fase di estrazione primaria viene sottoposta ad una estrazione cromatografica mediante l'azione di anidride carbonica in stato di sub-criticità, al fine di separare i detti fitoestratti in funzione della loro massa; - miscelazione, in cui una parte dei fitoestratti ottenuti dalla fase di separazione sono miscelati tra loro e addizionati di acqua alcalinizzata e ionizzata.
  2. 2. Metodo per la preparazione di conservanti nel settore alimentare secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che nella detta fase di estrazione l'anidride carbonica in stato di sub criticità è utilizzata ad un temperatura compresa tra 20 e 30 °C e ad una pressione compresa tra 50 e 75 atm.
  3. 3. Metodo per la preparazione di conservanti nel settore alimentare secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che Preferibilmente, nella detta fase di separazione l'anidride carbonica in stato di sub criticità è utilizzata ad un temperatura compresa tra 20 e 40 °C e ad una pressione compresa tra 40 e 70 atm
  4. 4. Metodo per la preparazione di conservanti nel settore alimentare secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che nella detta fase di miscelazione è utilizzata acqua alcalina ionizzata ad un temperatura compresa tra 10 e 20 °C un pH da 7,5 a 9,5 ed un potenziale di ossido riduzione compreso tra -200 mV e -400 mV.
  5. 5. Metodo per la preparazione di conservanti nel settore alimentare secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la specie vegetale utilizzata comprende uno o più dei seguenti composti: Rosmarinus Officinalis; Malpighia Punicifolia; Raphanus Niger, Citrus Limonum, Curcuma Longa, Harpagophytum Procumbens; Salix Alba, Achillea Millefolium, Allium Ursinum; Alpinia Speciosa, Anacardium Occidentale, Anthriscus Cerefollium, Arachis Hypogea, Avena Sativa, Bixa Orellana, Brassica Alba, Camellia Sinesi, Carica Papaya, Carthamus Tinctorium, Carum Carvi, Satureia Montana Cocus Nucifera, Pinus Palustris, Allium Ascalonicum, Pinus Solander, Pinus Pinaster, Satureja Montana.
  6. 6. Metodo per la preparazione di conservanti nel settore alimentare secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che nella fase di miscelazione una frazione della porzione di fitoestratto pesante ottenuta dalla fase di separazione è miscelata e una frazione della porzione di fitoestratto leggero ottenuta dalla fase di separazione sono miscelati tra loro.
  7. 7. Conservante per uso alimentare preparato con un metodo secondo una delle rivendicazioni precedenti.
  8. 8. Prodotto alimentare caratterizzato dal fatto di comprendere un conservante come rivendicato nella rivendicazione 7.
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