PROGETTI PERSONALIZZATI PER LA STABILIZZAZIONE DEL PANE CUSTOM PROJECTS FOR BREAD STABILIZATION - PASTORIZZAZIONE, STERILIZZAZIONE E ...
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MICROWAVE TECHNOLOGIES PASTORIZZAZIONE, STERILIZZAZIONE E STABILIZZAZIONE DEI PRODOTTI CONFEZIONATI PASTEURUZATION AND STERILIZATION OF PACKAGED PRODUCTS PROGETTI PERSONALIZZATI PER LA STABILIZZAZIONE DEL PANE CUSTOM PROJECTS FOR BREAD STABILIZATION
Generalità sul pane General notes on bread
La storia del pane è strettamente legata a The history of bread is closely linked to the
quella dell’uomo: affreschi murari arrivati fino history of humankind. Wall frescos dating
ai nostri giorni testimoniano che già circa back to 3000-4000 b.C. bear witness to the
3000-4000 anni a.C. i popoli della Mesopo- consumption of wheat-based products by the
tamia e dell’Egitto si nutrivano con prodotti a people of Mesopotamia and Ancient Egypt.
base di frumento. Obviously, the form and appearance of this
Evidentemente l’aspetto e la forma di questo ancient bread were different from today. To-
pane si discostavano da quello attuale. Per day’s bread has developed enormously, from
giungere al pane odierno si è passati attra- a simple mix of water and ground wheat to
verso numerose fasi di trasformazione: da un unleavened bread and subsequently in the
semplice impasto di acqua e grano frantuma-
14th century b.C., the first leavened bread
to si è poi passati al pane azimo e solo verso
appears in Egypt, seemingly by accident af-
il IV secolo a.C. in Egitto si è ottenuto un
ter the Nile broke its banks and flour ware-
pane fermentato in conseguenza, sembra, di
houses were flooded, allowing natural fer-
un fenomeno accidentale quale l’inondazione
del Nilo che, devastando i magazzini di fari- mentation to occur for the first time.
na, permise per la prima volta una fermenta- Only one century ago did it become apparent
zione naturale. that microbes called yeast, which occur natu-
Solo un secolo fa si dimostrò che i lieviti, mi- rally in flour, were the agents responsible for
crorganismi presenti nella farina, erano gli fermentation.
agenti responsabili della fermentazione. The increased consumption of bread has
L’evoluzione tecnologica del pane ha avuto brought about advances in bread-making
come motivazione principale il grande con- technology. In more recent times several pro-
sumo di tale alimento In tempi recenti in al- tests have erupted in some countries in whi-
cuni paesi sono scoppiate rivolte per la man- ch the poorest segments of the population
canza di cereali, a causa del vertiginoso au-
went up in arms over cereal shortages cau-
mento del costo del frumento. Il pane mostra
sed by spiralling grain prices. The importan-
la sua fondamentale importanza nell’alimen-
ce of bread becomes all the more apparent
tazione quando viene a mancare. In questa
ottica si rende quindi necessaria l’eliminazi- in times of shortage. Which reminds us of the
one degli sprechi. importance of keeping the wastage of food
Proviamo a valutare obiettivamente il valore staples to a minimum.
biologico e l’importanza del pane nella dieta, Let’s try to carry out an objective evaluation
al fine di poter inquadrare il suo ruolo in una of the nutritional value of bread inorder to
alimentazione moderna. Per raggiungere tale establish its role in the average modern diet.
scopo è essenziale, preliminarmente, esami- To achieve this, it is necessary to start by
nare la composizione del pane, alla luce dei examining the composition of bread using
principi basilari della scienza dell’alimenta- basic principles of food technology.
zione. The consumption of 100 grams of bread gi-
L’assunzione di 100 g di pane consente di
ves us 32% of the daily, recommended intake
coprire il 32% del fabbisogno giornaliero di
of vegetable protein. Of the carbohydrates,
proteine vegetali. Tra i carboidrati l’amido è
starch is the one found in the highest quanti-
quello contenuto in maggiore quantità. In
ty. We may therefore conclude that, from a
conclusione, dal punto di vista di vista nutri-
zionale il pane risulta di fondamentale impor- nutritional point of view, bread is of funda-
tanza nell’alimentazione umana. mental importance in the human diet.Cosa accade oggi What happens today
I ritmi di vita sempre più frenetici imposti dal- The increasingly hectic pace of modern life
l’attuale società moderna, spingono sempre encourages consumers to fill their cupboards
di più il consumatore ad avere nella propria with ready-made food, as opposed to peri-
dispensa alimenti pronti al consumo. Il mer- shables. The current food market is respon-
cato risponde al consumatore proponendo ding to this demand by offering a vast range
una vasta gamma di prodotti alimentari pron- of ready-made products, from frozen and re-
ti, dai primi e secondi piatti surgelati e refri- frigerated starters and main course meals to
gerati, ai cibi in scatola, fino al pane confe- canned food and pre-packed, long-life sliced
zionato a lunga conservazione. L’utilizzo dei bread. Using long-life foods has allowed
generi alimentari a lunga conservazione, consumers to cut down the time dedicated to
esonera il consumatore dall’effettuare la spe- food shopping from a daily trip to a weekly
sa quotidianamente, dedicando a tale attività trip. The convenience these products offer, is
solo alcuni giorni alla settimana. reflected in the success they have enjoyed in
È chiaro che i prodotti conservati offrono un the market place. Long-life bakery products
valore aggiunto in termini di comodità ed il are taking up more shelf space than ever be-
loro successo è direttamente proporzionale fore, testament to the need among consu-
alla qualità. Il pane confezionato a lunga mers for products that are both convenient
conservazione, ricopre aree sempre più and practical. At the same time, consumers
grandi negli spazi dei supermercati, a dimo- are becoming increasingly well informed and
strazione del fatto che il consumatore “acqui- aware of the importance of choosing produc-
sta” la comodità e la praticità del prodotto. Al ts that are natural and wholesome, even
contempo il consumatore è sempre più atten- among long-life bakery products.
to alla lettura delle etichette del pane confe- Baked goods producers achieve longevity of
zionato e desidera che tale prodotto sia si- their products by using chemical preservati-
nonimo di genuinità. ves such as propionates, sorbates and in
Tuttavia nel settore dei prodotti panari confe- particular ethyl alcohol, which heightens the
zionati, la conservazione è garantita dall’uso bread's flavour and smell.
di conservanti chimici come propionati, sor-
bati e in particolare dall’alcol etilico, che alte- Mission statement
ra in maniera sensibile il profumo ed il sapo- In order to meet these seemingly contradic-
re del pane. ting requirements, Kamer has perfected an
innovative scientific process for producing
Mission long-life bread to the highest of standards, to
Per conciliare queste esigenze contrapposte, offer the consumer a natural product, made
Kamer ha sviluppato un processo innovativo the way they used to be made, with the smell
per la produzione del pane a lunga conser- and taste you would expect and free of addi-
vazione, per offrire al consumatore un pro- tives or preservatives.
dotto genuino, dalle forme tradizionali, dai
profumi e sapori caratteristici e privo di con- Bread customized stabilization process
servanti chimici. The objective of Kamer’s research was to
obtain bakery products which would last for
Il processo personalizzato di stabilizza- 60/90 days, at room temperature, guaran-
zione del pane teeing microbial and sensorial stability retai-
L’obiettivo delle ricerche tecnologiche messe ning optimal flavour and taste. The objective
a punto da Kamer, era di ottenere un prodot- has been achieved, introducing the use of
to di panificazione stabilizzato che si potesse microwaves as an alternative to the use of
conservare per 60/90 giorni a temperatura chemical preservatives.ambiente, garantendo sia la stabilità micro- Kamer’s research and development work has
biologica che quella sensoriale. L’obiettivo è led to the twofold innovation of both product
stato raggiunto introducendo le microonde
and process:
come sistema di conservazione in alternativa
agli additivi chimici.
L’attività di ricerca e sviluppo sostenuta dalla • Product – we can develop specific
Kamer ha portato alla duplice innovazione, di recipes for different types of bread
prodotto e di processo: • Process – use of microwaves to ex-
tend the life of products
• Prodotto – siamo in grado di sviluppa-
re ricette specifiche per tipologie di
pane. The bread is preserved as a result of interac-
• Processo – uso delle microonde per tion between different factors, among which
la conservazione. is the application of strict hygiene standards
during the production process, the selection
La qualità della conservazione del pane è la of the ingredients, the production procedures
conseguenza dell’interazione di differenti fat-
and the heating process using microwaves to
tori, tra cui la corretta applicazione delle
norme igienico sanitarie nel processo di pro- pasteurise the final baked product.
duzione, gli ingredienti utilizzati nella ricetta, There are two principle ways in which bread
le procedure di produzione, fino all’applica- perishes:
zione del riscaldamento tramite microonde
per la pastorizzazione del pane confezionato. • microbial decay (the development of
Il pane è soggetto principalmente a due tipi
mould)
di degradazione:
• chemical decay (staleness)
• Degradazione di tipo microbiologico
(formazione di muffe). To preserve its taste, smell and appearance,
• Degradazione di tipo chimico (raffer- it is necessary to maintain softness throu-
mamento).
ghout the shelf-life of the product and to neu-
Per preservarne le proprietà sensoriali, è ne- tralise the development of the smell and ta-
cessario mantenere durante il tempo di con- ste associated with stale bread.
servazione la morbidezza e neutralizzare lo What will set the bread treated with Kamer’s
sviluppo di odori e di sapori tipici del pane
system apart from other long-life breads, will
invecchiato.
La caratteristica peculiare che distinguerà il be the fact that it will not contain chemical
pane trattato con il sistema Kamer, dalle altre preservatives while remaining fresh for up to
tipologie di pane a lunga conservazione, sarà 60/90 days.
quella di non contenere conservanti chimici e
To achieve this goal Kamer has analyzed
contemporaneamente mantenere durante il
tempo di conservazione (60-90gg) una ele- every stage of the production process, or to
vata freschezza. be precise, from the selection of ingredients,
Per raggiungere tale scopo Kamer ha analiz- through the production process, all the way
zato l’intero processo di produzione, parten-
to the packaged, stabilised final product. The
do dalle materie prime fino ad arrivare al
prodotto confezionato e stabilizzato. La co- knowledge of the chemical, physical and mi-
noscenza dei fenomeni chimico-fisici e mi- crobiologic characteristics of the production
crobiologici delle fasi di lavorazione permette phases allows us to establish the fundamen-
di individuare i parametri tecnologici fonda- tal technological parameters required to con-
mentali al fine di avere l’intero processo sotto
trol the entire production process.
controllo.Tecnologie del processo di stabilizzazione Technologies of bread stabilization pro-
del pane cess
Il processo messo a punto da Kamer, opera Kamer’s process operates on two main
su due macro-aree: areas:
• Tecnologia della panificazione. • Technology of bread making;
• Tecnologia del trattamento termico • Technology of the final heat treat-
finale. ment;
Le due macro-aree sono strettamente con- The two areas are closely related to one ano-
nesse l’una all’altra, in quanto il successo e ther, as the success and safety of the final
la sicurezza del trattamento termico finale, heat treatment, are dependent on the tech-
sono dipendenti dai parametri tecnologici uti- nological parameters utilized during bread
lizzati nella panificazione. making.
Il processo di stabilizzazione basa la sua ef- The stabilization process bases its effective-
ficacia sulla determinazione dei parametri di ness on the determination of process para-
processo legati alla sicurezza microbiologica meters related to microbiological safety (wa-
(acqua libera, pH e trattamento termico) e sui ter activity, pH, thermal treatment) together
parametri relativi alla qualità del prodotto with the parameters related to the quality of
quali sapore, spessore della crosta, sofficità the product such as flavour, crust thickness,
ed alveolatura. softness and alveolation.
Il know-how di Kamer è costituito dalla meto- Kamer’s know-how, is constituted by the ap-
dologia di applicazione delle microonde sul plication of the microwaves on the packaged
prodotto confezionato oltre che dalla scelta product as well as the choice of the specific
dei materiali specifici di confezionamento. packaging materials.
Il riscaldamento generato dalle microonde The heat generated by the microwave makes
permette la distruzione della carica microbica it possible to destroy the microbes responsi-
responsabile della formazione delle muffe. ble for the formation of molds. Moreover the
Inoltre, la rapidità del riscaldamento median- rapidity of microwave heating, reduces the
te microonde, riduce lo stress termico del thermal stress of bread during the pasteuri-
pane durante il processo di pastorizzazione a zation process, thereby improving the quality
vantaggio della qualità del prodotto. of the product.
La procedura di ricerca e sviluppo del pane è The research and development for bread
stata realizzata seguendo un iter scientifico stabilization was carried out following a
la cui tesi è stata validata da analisi microbio- scientific process, whose thesis was valida-
logiche del prodotto e dalle valutazioni del ted through product microbiological analysis
panel test sul prodotto. as well as panel test assessments of the
product.
Applicazione delle tecnologie del proces-
so di stabilizzazione del pane Application of the technologies of bread
stabilization process
Processi produttivi
L’innovazione di Kamer trova applicazione Production processes
nella formulazione degli ingredienti e nell’in- Kamer’s innovative technology finds applica-
serimento nella linea di un tunnel di pastoriz- tion in the formulation of ingredients and in
zazione a microonde. inserting a microwave pasteurization tunnel
Le dosi degli ingredienti, vengono preparate in the production line.
in funzione della formulazione della ricetta di Dosage of ingredients is determined accor-
pane da produrre. ding to the formulation of the bread recipe.
Il pane cotto e successivamente raffreddato, The baked bread, is cooled off, sliced, wei-viene confezionato e sigillato all’interno di ghed, bagged and sealed in special plastic
appositi sacchetti in materiale plastico. Il bags. The product thus sealed, is run throu-
prodotto così sigillato, passa all’interno del gh the microwave pasteurization tunnel and
tunnel di pastorizzazione a microonde e suc- subsequently boxed and sent to the ware-
cessivamente imballato e depositato in ma-
house.
gazzino.
Production factors
Fattori produttivi
Il cuore del know-how di Kamer è il sistema The core of Kamer’s know-how is represen-
di pastorizzazione che utilizza le microonde ted by the pasteurization system that uses
come vettore termico. La peculiarità di tale microwaves as a thermal vector. The peculia-
tipologia di riscaldamento, è quella per cui il rity of this type of heating, is that heat is ge-
calore viene generato dall’interazione tra nerated by the interaction between electro-
campo elettromagnetico e materia. In tal
magnetic field and matter. In this way the
modo il riscaldamento del prodotto risulta
heating of the product turns out to be quick
essere rapido e uniforme con conseguente
riduzione dei tempi di processo e contempo- with a consequent reduction in process time,
raneo rispetto della qualità del prodotto trat- while preserving the quality of the treated
tato. product.
In secondo luogo vi è l’integrazione della Secondly, the integration of the formulation of
formulazione biotecnologica degli ingredienti ingredients (the recipe) and biotechnology
(la ricetta) e della tecnologia di pastorizza-
and technology of microwave pasteurization.
zione a microonde.
Thanks to the knowledge base developed
Grazie alle conoscenze sviluppate, Kamer è
in grado di fornire consulenza e informazione over time, Kamer can support the develop-
in merito al lay-out impiantistico che consen- ment of optimal plant layout in order to pre-
ta la prevenzione delle contaminazioni (fisi- vent contamination (physical, chemicaland
che, chimiche e microbiche) dell’alimento. microbial) of food products.EFFETTO PASTORIZZANTE
EFFECT OF PASTEURIZATION
90°
75°
60°
45°
30°
15°
0 3 6 9 12 15 18
T/min
TEMPO (min.)
TIME (min.)
ORGANISMO TARGET
STAPHYLOCOCCUS AUREUS
Target Organism
Temperatura mortale di riferimento del
microorganismo 71 °C
Microorganism reference deadly temperature
Temperatura di partenza del prodotto 25 °C
Product ambient starting temperature
Temperatura del trattamento 75 °C
Treatment temperature
Tempo di riduzione decimale 180 sec
Duration of decimal reduction
Numero di riduzioni decimali 4
Number of decimal reductionsFUNZIONAMENTO DEL GRAFICO CHART EXPLANATION
Temperatura mortale di riferimento del mi- Microorganism reference deadly temperature
croorganismo The known temperature at which the microorga-
E’ la temperatura nota in letteratura alla quale il
nism dies.
microorganismo muore. Quando diciamo “3 minu-
Product ambient starting temperature
ti a 71° C”, i 71° C sono la nostra temperatura
mortale di riferimento del microorganismo The ambient temperature of the product before
Temperatura di partenza del prodotto the beginning of the microwave treatment.
E’ la temperatura ambiente a cui si trova il prodot- Product treatment temperature
to prima dell’inizio del trattamento a microonde The process temperature of the microwave treat-
Temperatura del trattamento
ment. Must be higher than the microorganism
E’ la temperatura a cui viene realizzato il mante-
reference deadly temperature.
nimento termico del prodotto e deve essere supe-
riore alla temperatura mortale di riferimento del Duration of decimal reduction
microorganismo It is the time required at a certain temperature in
Tempo di riduzione decimale order to obtain a decimal reduction of the amount
E’ il tempo di sosta termica alla temperatura con of CFU (Colony Forming Unit) in the product to
la quale si ottiene una riduzione decimale di UFC 1/10 of the original value.
(Unità Formante Colonia) ad una quantità pari a
Number of decimal reductions
1/10 del valore originale
Numero di riduzioni decimali The chosen number of decimal reductions is ba-
E’ il numero di riduzioni decimali che si decide di sed on the cleanliness level of the original pro-
applicare al prodotto in base a quanto è sporco in duct, or similar considerations.
partenza o altre considerazioni simili. Sterilization from Botulin requires 12 decimal re-
Per la sterilizzazione da botulismo usiamo 12 ri- ductions (mandated by law).
duzioni decimali (valore imposto per legge).
Example
Esempio
Suppose that our contaminant microorganism is the
Supponiamo che il microorganismo di riferimento sia il
Bacillus Aureus and that the product contains 100
Bacillus Aureus e che siano presenti 100 UFC nel pro-
dotto da trattare. CFU’s.
A temperature superiori a 71° C questo microorgani- At temperatures higher than 71° C this microorganism
smo subisce una riduzione decimale in 180 secondi. is subject to a decimal reduction in 180 seconds. The-
Quindi ogni 180 secondi che i microorganismi passano refore, every 180 seconds spent at 75° C determines
a 75° C, ne muoiono 9 su 10. the death of 9 out of 10 microorganisms.
La contaminazione iniziale viene ridotta con 4 riduzioni The initial contamination will be reduced through 4 de-
decimali. Dovrò tenere il prodotto a 75° per 12 minuti cimal reductions. The product must remain at 75° C for
con il seguente risultato: 12 minutes with the following result:
Riduzioni
INIZIO - START 100 UFC (CFU)
Reductions
Dopo 180 secondi
1 10 UFC (CFU)
After 180 seconds
Dopo 360 secondi
2 1 UFC (CFU)
After 360 seconds
Dopo 540 secondi
3 0,1 UFC (CFU)
After 540 seconds
Dopo 720 secondi
4 0,01 UFC (CFU)
After 720 secondsPuoi anche leggere
