Indice
Una nuova tecnologia emergente: l’HPP
Gli ortaggi freschi vanno in contro a un rapido deterioramento fisiologico, alterazioni metaboliche e di degradazione microbiologica, che potrebbero compromettere la sicurezza e la qualità del prodotto.
A causa della degradazione microbica, il consumo di verdure fresche infette è stato collegato a focolai di infezioni alimentari.
Per evitare modifiche e danni, tuttavia, sono stati impiegati diversi metodi di lavorazione e conservazione per la preparazione commerciale di verdure fresche [1,2].
Per la lavorazione e la conservazione di frutta e verdura sono state utilizzate molte tecniche termiche tradizionali, che possono influire negativamente sulle proprietà fisico-chimiche e organolettiche del prodotto, anche se sono necessari per stabilizzarlo [3-5].
La tecnica non termica più utilizzata è l’HPP, che consiste nel mantenere gli alimenti sotto una pressione tra 100 e 1.000 MPa per un breve periodo di tempo al fine di ridurre efficacemente la flora microbica e inattivare gli enzimi deterioranti [6].
Applicazione dell’HPP ai vegetali
La prima applicazione della tecnologia HPP su frutta e verdura per ottenere potenziali benefici durante la lavorazione e la conservazione è stata effettuata da Hite et al. [7].
Oey et al. [8] e Basak & Ramaswamy [9] hanno affermato che gli alimenti trattati con HPP sono molto apprezzati dai consumatori per il loro potenziale di conservazione degli elementi nutrizionali e delle caratteristiche sensoriali (gusto, sapore e colore).
Secondo diversi autori, il successo del trattamento HPP dipende in modo interessante dalle condizioni di processo e dal tipo di tessuto vegetale, gli stessi autori hanno notato anche effetti su altri parametri qualitativi come consistenza, colore e sapore [5,9].
È fondamentale indagare e determinare come l’HPP influisca sulle caratteristiche di frutta e verdura, in particolare sulle strutture e sulla consistenza dei tessuti, dato che l’applicazione del trattamento ad alta pressione su succhi, paste e puree non è esattamente la stessa di pezzi interi di verdura [5,10,11].
Panoramica della zucca
Le zucche appartengono alla famiglia delle Cucurbitacee.
Curcurbita pepo L., Curcurbita maxima Duchesne e Cucurbita moschata Duchesne ex Poir sono le tre specie di zucca più diffuse nel mondo.
L’importanza della zucca è dovuta anche alla sua elevata concentrazione di sostanze fitochimiche, tra cui polifenoli o carotenoidi, antiossidanti, zuccheri e amido-pectina [12,13].
Quasi tutte le parti della pianta di zucca, compresi frutti, fiori, foglie, radici, germogli e semi, sono in qualche modo commestibili.
Questa pianta è ampiamente consumata in tutto il mondo, direttamente dopo la cottura o trasformata in purea, marinate, succhi, marmellate, sottaceti, alimenti per l’infanzia, prodotti secchi e altri prodotti alimentari [14].
Pertanto, la zucca può svolgere un ruolo nella dieta come fonte di alimenti funzionali.
Protocollo sperimentale
Effetto dell’HPP sulle proprietà fisico-chimiche e strutturali
Questo studio ha valutato i cubetti di zucca Violina trattati con HPP per quanto riguarda colore, consistenza, contenuto di amido e pectina, capacità antiossidante totale e microstruttura.
Non sono state riscontrate differenze evidenti tra i campioni non trattati (UNTR) e quelli trattati con HPP in termini di umidità, solidi solubili totali e pH.
Dopo i trattamenti HPP, la microstruttura dei campioni di zucca sembra essere cambiata.
Il parenchima interno (mesocarpo) è costituito da cellule isodiametriche con pareti cellulari sottili nei campioni non trattati (UNTR).
Il mesocarpo è costituito da enormi spazi intercellulari (is) e da cellule con pareti sottili, sia grandi che piccole (Fig. 1).
Piccole cellule parenchimatiche circondano i fasci vascolari (vb) presenti nel parenchima interno.
La struttura e la texture
Il tessuto della zucca ha mostrato alterazioni strutturali significative, tra cui alterazioni delle dimensioni e della forma delle cellule, danni alla parete cellulare e aumento dello spessore, separazione delle cellule e disidratazione principalmente da HPP300 a 600 [5,10,15].
Il trattamento con HPP ha ridotto il colore del parenchima della zucca; infatti, i nostri risultati hanno rivelato che tutti i trattamenti hanno diminuito (p < 0,05) i valori di L*, a* e b*.
Mentre i trattamenti ad altre pressioni (da HPP 100 a HPP500) hanno avuto un impatto minore sul colore e sulla consistenza, i campioni HPP600 hanno mostrato una notevole differenza in termini di colore (∆E 11.3 1.9) e durezza (87.4 ± 27.8 N) rispetto ai campioni UNTR (194.9 ± 37.9 N) [3,4,9,10].
Resilienza, coesività, elasticità e masticabilità sono altri tratti texturali che mostrano che i campioni trattati con UNTR mantengono la qualità della texture meglio dei campioni trattati con HPP.
Inoltre, HPP200 e HPP400 hanno dimostrato che l’aumento della capacità antiossidante sembra essere causato dalla migliore estraibilità dei componenti antiossidanti dalla matrice vegetale.
HPP200 potrebbe garantire una maggiore disponibilità di amido e pectina [15].
Abbiamo osservato che l’amido viene gelatinizzato e la pectina può essere solubilizzata dalle pareti cellulari quando viene applicata l’alta pressione.
Conclusioni
Oggi la sfida principale dell’industria di trasformazione di frutta e verdura è la produzione di alimenti innovativi minimamente lavorati, con clean label, non costosi e con un buon profilo nutrizionale.
Un metodo vantaggioso per la conservazione degli alimenti è il trattamento ad alta pressione (HPP), che consente la conservazione senza l’uso di sostanze chimiche o di calore.
In questo studio, campioni di zucca fresca sono stati sottoposti a trattamento ad alta pressione per valutare l’influenza della pressione sulle caratteristiche fisico-chimiche e microstrutturali.
È emerso chiaramente che l’aumento della pressione, in particolare tra 300 e 600 MPa, ha causato le maggiori alterazioni microstrutturali nelle cellule vegetali, cambiamenti di colore e modifiche della struttura.
Questo studio ha rivelato che il trattamento con pressioni intermedie può garantire una maggiore “disponibilità” di antiossidanti, amido e pectina nei campioni di zucca.
Speriamo che tu abbia trovato la lettura di questo articolo sugli effetti del trattamento HPP sui cubetti di zucca interessante. Per altri contenuti simili, consulta la sezione Ricerca e Sviluppo del nostro sito web. E se vuoi restare sempre al passo con le ultime novità in fatto di Agrifood, iscriviti alla nostra Newsletter!
[1] Nguyen-the, C.; Carlin, F. The microbiology of minimally processed fresh fruits and vegetables. Crit. Rev. Food Sci. Nutr. 1994, 34, 371–401. https://doi.org/10.1080/10408399409527668
[2] Wachtel, M.R.; Charkowski, A.O. Cross-contamination of lettuce with Escherichia coli O157: H7. J. Food Prot. 2002, 65, 465–470. https://doi.org/10.4315/0362-028X-65.3.465
[3] Knockaert, G.; De Roeck, et al. Effect of thermal and high pressure processes on structural and health-related properties of carrots (Daucus carota). Food Chem. 2011, 125, 903–912. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2010.09.066
[4] Contador, R.; González-Cebrino, F. et al. Effect of Hydrostatic High Pressure and Thermal Treatments on Two Types of Pumpkin Purée and Changes during Refrigerated Storage. J. Food Process. Preserv. 2014, 38, 704–712.
[5] Paciulli, M.; Ganino, T. et al. High pressure and thermal processing on the quality of zucchini slices. Eur. Food Res. Technol. 2021, 247, 475–484. https://doi.org/10.1007/s00217-020-03640-7
[6] Chauhan, O.P. (Ed.) Non-Thermal Processing of Foods; CRC Press: Boca Raton, FL, USA, 2019.
[7] Hite, B.H.; Giddings, N.J. 1914. The effect of pressure on certain micro-organisms encountered in the preservation of fruits and vegetables. West Va. Agric. For. Exp. Stn. Bull. 1914, 146, 1–67.
[8] Oey, I.; Lille, M. et al. Effect of high-pressure processing on colour, texture and flavour of fruit- and vegetable-based food products: A review. Trends Food Sci. Technol. 2008, 19, 320–328 https://doi.org/10.1016/j.tifs.2008.04.001
[9] Basak, S.; Ramaswamy, H.S. Effect of high-pressure processing on the texture of selected fruits and vegetables. J. Texture Stud. 1998, 29, 587–601.
[10] Trejo Araya, X.I.; Hendrickx, M. et al. Understanding texture changes of high pressure processed fresh carrots: A microstructural and biochemical approach. J. Food Eng. 2007, 80, 873–884.
[11] Oey, I.; Van der Plancken, I. et al. Does high pressure processing influence nutritional aspects of plant based food systems? Trends Food Sci. Technol. 2008, 19, 300–308
[12] Koung, Y.; Il, W.; Ezura, H. Efficient plant regeneration via organogenesis in winter squash (Cucurbita maxima Duch.). Plant Sci. 2003, 164, 413–418.
[13] Azevedo-Meleiro, C.H.; Rodriguez-Amaya, D.B. Qualitative and quantitative differences in carotenoid composition among Cucurbita moschata, Cucurbita maxima, and Cucurbita pepo. J. Agric. Food Chem. 2007, 55, 4027–4033.
[14] Yuan, T.; Ye, F. et al. Structural characteristics and physicochemical properties of starches from winter squash (Cucurbita maxima Duch.) and pumpkin (Cucurbita moschata Duch. ex Poir.). Food Hydrocoll. 2022, 122, 107115.
[15] Paciulli, M.; Rinaldi, M. et al. Effects of high hydrostatic pressure on physico-chemical and structural properties of two pumpkin species. Food Chem. 2019, 274, 281–290.
Rohini Dhenge
( Ph.D. Student)
Dipartimento di Scienze degli Alimenti e del Farmaco
Università degli studi di Parma
Viale delle Scienze 47/A
43124, Parma, Italy
Tommaso Ganino
(Full professor)
Department of Food and Drug
University of Parma
Specialization: Plant biology and Agricultural Sciences and Food Technologies
Massimiliano Rinaldi
(Full Associate professor)
Department of Food and Drug
University of Parma
Specialization: Food Sciences and Technologies
