Studio sperimentale e modellazione della liofilizzazione sottovuoto di alimenti = Experimental study and modeling of Vacuum Freeze Drying process of foodstuff

STUDIO SPERIMENTALE E MODELLAZIONE DELLA LIOFILIZZAZIONE SOTTOVUOTO DI ALIMENTI La liofilizzazione sottovuoto (Vacuum Freeze Drying, VFD) è un processo adottato per la conservazione di alimenti, al fine di preservarne le proprietà nutritive. Obiettivo del presente studio è valutare come le variabili del processo influiscono sulle proprietà nutritive e sulla cinetica del processo. I campioni di melanzana (Solanum Melongena L.) liofilizzati in laboratorio con diverse condizioni operative sono stati analizzati, per via spettrofotometrica, per determinare le concentrazioni di Vitamina C (AA), polifenoli (TPC) e composti antiossidanti (FRAP), poi confrontati con quelle del prodotto fresco. La durata dell’essiccamento appare minimamente influenzata dalla pressione, mentre all’aumentare della temperatura diminuisce sensibilmente. Si è verificata la presenza di un gradiente di temperatura nel prodotto, massima sulla superficie dello stesso. Siccome i composti antiossidanti sono danneggiati maggiormente se soggetti ad alte temperature, proprio quella superficiale deve essere controllata. Temperature molto basse non mostrano particolari benefici nel preservare i principi nutritivi, mentre una minore pressione risulta più influente sulla degradazione dei composti fenolici. Si è valutata anche la degradazione dovuta alla fase di congelamento, pari circa al 50% della degradazione totale, più accentuata per AA e TPC, meno per i FRAP. Dal confronto tra le percentuali di degradazione causate dai processi di VFD e di liofilizzazione atmosferica (Atmospheric Freeze Drying, AFD), utilizzando dati di letteratura relativi al processo di AFD di campioni di melanzana, a qualsiasi temperatura la degradazione di AA in condizioni VFD risulta minore della metà di quella causata da AFD. Per i TPC e i FRAP non si riscontrano differenze significative. Inoltre, il processo di VFD richiede generalmente tempi minori rispetto al processo di AFD. A livello modellistico, impiegando un modello ad interfaccia diffusa, mediante fitting dei profili sperimentali di temperatura del prodotto e della durata del processo con i valori calcolati si sono stimati il valore del coefficiente di scambio termico tra ripiano e prodotto (K_v ) e la diffusività del vapore nello strato secco (D_eff). Infine, l’interfaccia di sublimazione descritta dal modello inizia a ritrarsi dalla superficie superiore del prodotto, dove la temperatura è maggiore. Successivamente, si essicca la parte centrale e poi il fondo del prodotto.