L’importanza del controllo del pH nella disinfezione delle ciliegie con acqua ozonizzata

Quando si lavano le ciliegie con acqua ozonizzata, l'abbassamento del pH aumenta l'ORP (potenziale di ossidoriduzione). Un centro di confezionamento lavorava con acqua a pH 4,5, ma ora lo hanno abbassato a pH 2,5 con un aumento dell'ORP a 750, con un maggiore potere pulente e in meno tempo. Tutto ciò è coerente o potrebbero esserci degli effetti collaterali sulle ciliegie? A quanto pare no, il che è logico visto il breve tempo in cui le ciliegie rimangono acqua.

La decisione di abbassare il pH dell'acqua ozonizzata da 4,5 a 2,5 nel lavaggio delle ciliegie, ottenendo un aumento dell'ORP a 750 mV per migliorare la disinfezione in minor tempo, è coerente dal punto di vista tecnico, ma richiede un'attenta analisi dei possibili effetti collaterali. Di seguito dettagliamo gli aspetti principali:

1. Relazione tra pH, ORP e disinfezione

L'ORP è una misura diretta della capacità ossidante dell'acqua. Un valore più alto indica una maggiore capacità di distruggere microrganismi come batteri e funghi. Abbassando il pH, l'ozono disciolto nell'acqua diventa più efficace come agente ossidante perché meglio stabilizzato nella sua forma attiva. Ciò aumenta l'ORP e migliora l'efficacia del disinfettante.

Valori ORP superiori a 650 mV sono sufficienti per eliminare in pochi secondi agenti patogeni come E. coli e Salmonella. Un ORP di 750 mV garantisce una disinfezione rapida ed efficace.

2. Impatto sulle ciliegie

• Breve tempo di esposizione: se le ciliegie restano a contatto con acqua ozonizzata per un tempo limitato, difficilmente subiranno danni significativi. Questo perché la buccia della ciliegia funge da barriera protettiva contro l'ossidazione superficiale.
• pH basso: nonostante le ciliegie abbiano un pH naturale compreso tra 3,7 e 4,2, un pH dell'acqua così acido (2,5) potrebbe causare effetti negativi se il tempo di contatto è prolungato o se si accumulano residui acidi nel frutto delle ciliegie.
• Qualità organolettica: in queste condizioni specifiche non sono stati riscontrati cambiamenti percettibili nel sapore, nel colore o nella consistenza, il che è logico data la breve interazione con l'acqua ozonizzata.

3. Possibili effetti collaterali

Sebbene non si osservino effetti immediati nelle ciliegie:

• Corrosione delle apparecchiature: un pH così basso può accelerare la corrosione dei componenti metallici nei sistemi di lavaggio e trasporto.
• Sicurezza sul lavoro: la manipolazione di acqua con pH acido può generare vapori irritanti o rischi per i lavoratori se non vengono prese adeguate precauzioni.
• Residui acidi: è importante garantire un buon risciacquo successivo per evitare residui che potrebbero alterare le proprietà chimiche del frutto o pregiudicarne la conservazione.

4. Raccomandazioni

Per ottimizzare il processo:

• Monitorare costantemente pH e ORP per evitare fluttuazioni che potrebbero compromettere la sicurezza o la qualità del prodotto.
• Effettuare controlli periodici sulla qualità organolettica (sapore, consistenza) e microbiologica delle ciliegie.
• Attuare misure per proteggere le apparecchiature metalliche dalla corrosione (rivestimenti o materiali resistenti).
• Formare il personale sui rischi associati all'uso di acqua a basso pH e garantire una ventilazione adeguata.

In conclusione, abbassare il pH a 2,5 è tecnicamente valido per migliorare la disinfezione grazie all'aumento dell'ORP. Tuttavia, è fondamentale mantenere controlli rigorosi per evitare problemi secondari sia nelle ciliegie che nelle attrezzature e nell'ambiente di lavoro.

Potrebbero verificarsi effetti collaterali sulle ciliegie se tenute in acqua con un pH così basso per un periodo prolungato Se le ciliegie vengono conservate per un lungo periodo in acqua con un pH così basso (2,5), potrebbero verificarsi i seguenti effetti collaterali:

1. Danni alla buccia delle ciliegie

• Disidratazione o ammorbidimento: l'esposizione prolungata al pH acido può degradare la cuticola protettiva delle ciliegie, che è composta principalmente da cere e composti lipidici. Ciò potrebbe aumentare la perdita di acqua e causare disidratazione o ammorbidimento del frutto, compromettendone la consistenza e la qualità.
• Alterazioni chimiche: un pH basso può interagire con pigmenti naturali come gli antociani, responsabili del colore rosso delle ciliegie. Ciò potrebbe causare cambiamenti di colore, soprattutto se la stabilità di questi composti è alterata.

2. Cambiamenti organolettici

• Alterazione del sapore: sebbene le ciliegie abbiano un pH naturalmente acido (3,7-4,2), l'esposizione prolungata ad un ambiente più acido potrebbe intensificare questa acidità, modificando il sapore originale del frutto.
• Perdita di dolcezza: l’ambiente acido potrebbe accelerare la degradazione degli zuccheri semplici come glucosio e fruttosio, riducendo la percezione della dolcezza.

3. Maggiore suscettibilità alle malattie

• Marciume post raccolta: se l'acqua non viene adeguatamente rinnovata o contiene residui organici, il pH basso unito ai resti vegetali possono favorire la crescita di funghi patogeni come Botrytis cinerea o Monilinia spp. dopo l'esposizione iniziale.   

4. Impatto sulla conservazione

• Riduzione della durata di conservazione: danni alla buccia e cambiamenti chimici possono accelerare processi come la respirazione e la disidratazione, riducendo significativamente la capacità di stoccaggio e trasporto del frutto.

Raccomandazioni per mitigare i rischi

• Limitare il tempo di contatto al minimo necessario per evitare effetti cumulativi.
• Monitorare continuamente il pH ed eseguire controlli periodici sulla qualità fisico-chimica del frutto.
• Assicurare un buon successivo risciacquo con acqua ozonizzata a pH neutro per eliminare i residui acidi.

In sintesi, sebbene un pH basso migliori temporaneamente il potere disinfettante dell’acqua, un’esposizione prolungata potrebbe compromettere sia la qualità visiva che organolettica delle ciliegie, oltre a ridurne la conservabilità. È molto importante bilanciare il tempo di contatto con misure preventive per ridurre al minimo questi effetti collaterali.

In che modo l'ORP influisce sulla consistenza e sul sapore delle ciliegie

L'ORP (potenziale di ossidazione-riduzione) può influenzare la consistenza e il sapore delle ciliegie a seconda delle condizioni di lavorazione, come il tempo di esposizione e il pH dell'acqua ozonizzata. I possibili effetti sono dettagliati di seguito:

1. Effetti sulla tessitura

Ammorbidimento della pelle: un ORP elevato, soprattutto in combinazione con un pH basso, può causare l'ossidazione della cuticola protettiva delle ciliegie. Ciò potrebbe indebolire la struttura esterna e, con un'esposizione prolungata, portare all'ammorbidimento del frutto.

Perdita di consistenza: sebbene le ciliegie abbiano una consistenza naturalmente soda, un ambiente fortemente ossidante potrebbe degradare i composti strutturali come le pectine e le emicellulose nell'epidermide e nella polpa, riducendone la consistenza. Tuttavia, questo effetto sarebbe più significativo se il tempo di contatto fosse prolungato o se le condizioni fossero estreme.

2. Effetti sul sapore

Alterazione dell'equilibrio degli acidi dolci: un ORP elevato può interagire con i composti organici presenti nelle ciliegie, come zuccheri e acidi organici (ad esempio acido malico). Ciò potrebbe modificare la percezione del sapore riducendo leggermente la dolcezza o intensificando l'acidità.

Cambiamenti nei composti volatili: i composti volatili responsabili dell'aroma e del sapore (come esteri e aldeidi) potrebbero ossidarsi in condizioni di ORP elevato, influenzando negativamente il profilo sensoriale del frutto. Ciò potrebbe ridurre la complessità aromatica che caratterizza le ciliegie fresche.

3. Fattori attenuanti

• Tempo di esposizione breve: se il tempo di contatto con l'acqua ozonizzata è breve (secondi o pochi minuti), gli effetti negativi sulla consistenza e sul sapore saranno minimi.
• Post risciacquo: un lavaggio con acqua a pH neutro dopo il trattamento può aiutare ad eliminare i residui ossidanti e minimizzare le alterazioni chimiche.
• Sebbene un ORP elevato migliori la disinfezione, può avere lievi effetti collaterali sulla consistenza e sul sapore delle ciliegie se le condizioni di trattamento non sono adeguatamente controllate.
• È molto importante ottimizzare i tempi di esposizione ed effettuare periodici test sensoriali per garantire il mantenimento delle qualità organolettiche del frutto.
• È necessario regolare il tempo di immersione in acqua ozonizzata a pH basso per evitare danni alle ciliegie
• È necessario regolare il tempo di immersione in acqua ozonizzata a pH basso per evitare danni alle ciliegie.

Sebbene l’uso di acqua ozonizzata in condizioni acide (pH basso) aumenti l’efficacia del disinfettante grazie all’aumento dell’ORP e della stabilità dell’ozono molecolare, l’esposizione prolungata può portare a effetti collaterali indesiderati.

I fattori chiave sono spiegati di seguito:

1. Effetti del tempo di immersione prolungato

• Danni alla struttura: l'esposizione prolungata può indebolire la cuticola protettiva delle ciliegie, causandone ammorbidimento o perdita di compattezza a causa dell'ossidazione di composti strutturali come pectine e cere naturali.
• Alterazioni chimiche: il contatto prolungato con acqua acida e ossidante può modificare i pigmenti naturali (antociani), alterando il colore delle ciliegie. Inoltre, potrebbe alterare l’equilibrio acido-dolce, intensificando l’acidità e riducendo la percezione della dolcezza.
• Perdita della durata di conservazione: i danni alla buccia possono aumentare la suscettibilità del frutto ai microrganismi post-raccolta e accelerare i processi di decomposizione. Con ciò perderemmo l’efficacia dell’opera di disinfezione, che non è altro che allungare la vita del prodotto in perfette condizioni organolettiche, e ridurre le perdite.

2. Vantaggi del tempo di contatto controllato

Gli studi indicano che tempi brevi (tra 1 e 5 minuti) sono sufficienti per ottenere una disinfezione efficace senza compromettere la qualità organolettica del frutto. Per esempio: Botrytis sp  e Penicillium sp possono essere eliminati di oltre il 90% con soli 1-5 minuti di esposizione all'acqua ozonizzata. 

Non sono necessari tempi superiori a 8 minuti per eliminare i germi comuni sulla frutta, anche a basse concentrazioni di ozono.

3. Raccomandazioni per evitare danni

• Limitare il tempo di immersione: mantenere il contatto tra le ciliegie e l'acqua ozonizzata al minimo necessario (idealmente 1-2 minuti).
• Monitorare pH e ORP: assicurarsi che i valori siano coerenti durante il trattamento per evitare fluttuazioni che potrebbero influire sulla qualità.
• Risciacquo successivo: lavare le ciliegie con acqua a pH neutro dopo il trattamento per eliminare i residui ossidanti.
• Test periodici: eseguire valutazioni sensoriali e microbiologiche per garantire che non vi siano effetti negativi cumulativi.

Possiamo concludere che la regolazione del tempo di immersione è fondamentale per massimizzare i benefici disinfettanti dell'acqua ozonizzata senza compromettere la qualità fisica e sensoriale delle ciliegie. Un trattamento breve ma efficace ne garantisce la freschezza e la conservabilità.

L'utilizzo di acqua ozonizzata con un pH basso potrebbe influire sulla durata delle apparecchiature di lavaggio. L'uso di acqua ozonizzata con un pH basso può avere un impatto negativo sulla vita utile delle apparecchiature di lavaggio, principalmente a causa della corrosione accelerata che queste condizioni generano.

Di seguito vengono dettagliati i meccanismi e i fattori coinvolti:

1. Effetti del pH basso sui materiali

• Corrosione accelerata: le soluzioni acide (pH < 7) sono altamente corrosive per i metalli e altri materiali. Ciò è dovuto all'elevata concentrazione di ioni idrogeno (H+ H +), che favoriscono le reazioni elettrochimiche sulle superfici metalliche, indebolendole nel tempo.
• Ossidazione intensificata dall'ozono: l'ozono è un ossidante molto potente (potenziale redox di 2,07 V) e, in combinazione con un pH basso, aumenta la sua capacità ossidativa, che può accelerare il deterioramento dei componenti metallici, soprattutto quelli che non sono protetti da rivestimenti resistenti alla corrosione.

2. Materiali interessati

• Metalli comuni: l'acciaio al carbonio o i materiali non trattati sono particolarmente vulnerabili alla corrosione in queste condizioni.
• Componenti sensibili: le parti, le guarnizioni e i sigilli in gomma sintetica possono deteriorarsi più rapidamente a causa dell'esposizione prolungata all'ozono e all'ambiente acido.
• Attrezzature non protette: pompe, tubi, serbatoi e altri componenti metallici possono subire danni significativi se non sono realizzati con materiali resistenti come l'acciaio inossidabile di grado 304 o 316.

3. Fattori che aggravano l'impatto

• Tempo di esposizione prolungato: quanto più a lungo l'attrezzatura rimane a contatto con l'acqua acida ozonizzata, maggiore è il rischio di corrosione.
• Concentrazione di ozono: elevate concentrazioni di ozono (>1,5 mg/L) aumentano l'aggressività del mezzo nei confronti dei materiali.
• Temperatura: temperature elevate possono accelerare le reazioni chimiche responsabili della corrosione.

 4. Raccomandazioni per ridurre al minimo i danni

• Utilizzo di materiali resistenti: utilizzare acciaio inossidabile di grado 304 o 316 o rivestimenti protettivi sulle parti esposte all'acqua ozonizzata.
• Controllo del pH: mantenere il pH il più vicino possibile a valori moderati (tra 6 e 7) per ridurre l'aggressività del mezzo senza compromettere l'efficacia disinfettante.
• Manutenzione preventiva: ispezionare regolarmente l'attrezzatura per identificare i primi segni di corrosione o usura.
• Ottimizzazione della progettazione: incorpora sistemi che riducono al minimo il tempo di contatto tra l'acqua ozonizzata e i componenti metallici.

In conclusione, l’uso di acqua ozonizzata a basso pH può essere molto efficace per la disinfezione, ma rappresenta anche una sfida significativa per la durata delle apparecchiature. L’implementazione di misure preventive e l’utilizzo di materiali adeguati possono aiutare a mitigare questi effetti negativi.

Roberto Garcia Gracia
Consulente in Ingegneria Ambientale e Commercio Estero

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