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Le prime bevande analcoliche non gassate apparvero durante il diciassettesimo secolo. Nel 1767, Joseph Priestley produsse la prima acqua gassata appetibile prodotta dall’uomo. Tre anni dopo un chimico svedese, Torbern Bergman, inventò un processo che produceva acqua gassata dalla reazione tra gesso e acido solforico, consentendo la produzione commerciale di acqua minerale aerata. Nel 1783, Jacob Schweppes, un giovane orologiaio e scienziato dilettante, perfezionò un sistema efficiente per la produzione di acqua minerale gassata e fondò la
Schweppes Company a Ginevra. Da allora, l’aggiunta di aromi alle acque gassate ha visto lo sviluppo di importanti marchi di bevande analcoliche in tutto il mondo.. Il brevetto del tappo Crown da parte di William Painter nel 1892 e la produzione automatica di bottiglie di vetro utilizzando una macchina per soffiare il vetro da parte di Michael J. Owens nel 1899 furono risultati notevoli che alla fine, permisero alle bevande analcoliche gassate di essere imbottigliate con successo senza una significativa perdita di carbonatazione. Da allora, gli sviluppi nella tecnologia di chiusura, nella produzione di bottiglie in polietilene tereftalato (PET), nella progettazione e produzione di lattine, nei metodi di produzione dello sciroppo, nella tecnologia di carbonatazione e nella produzione di macchine riempitrici hanno portato all’industria mondiale delle bevande come la conosciamo oggi.
Le bevande Ready to Drink (RTD) sono per lo più gassate, la presenza di anidride carbonica rende le bevande analcoliche più appetibili. Il termine «bevanda analcolica» si applica alle bevande contenenti aromi e/o succhi di frutta, insieme ad altri componenti tecnologici di valore nutrizionale destinati a migliorare l’aspetto e la stabilità del prodotto e a garantire che le sue proprietà organolettiche rimangano intatte durante un ragionevole periodo di conservazione. Questi fattori sono presi in considerazione in tutti i lavori di sviluppo e, al fine di soddisfare i severi controlli qualitativi e legislativi dei giorni nostri, una nuova bevanda viene sottoposta a prove approfondite per valutare l’idoneità e le prestazioni di tutti i componenti nella sua composizione. Diventa essenziale arrivare alla corretta formulazione degli ingredienti per ottenere un prodotto riproducibile.
L’acqua, in quanto componente principale di una bevanda analcolica, rappresenta solitamente tra l’85% e il 99% del e funge da vettore per gli altri ingredienti. La sua qualità deve essere conforme a requisiti rigidi e non interferire con il gusto, l’aspetto, la carbonatazione o altre proprietà della bevanda. A seconda dell’ubicazione dell’impianto di imbottigliamento, della fonte dell’acqua e delle specifiche del prodotto, può essere necessario effettuare un trattamento per migliorare la qualità dell’acqua utilizzata nella produzione di bevande analcoliche. La maggior parte delle fabbriche di bevande analcoliche effettua i propri trattamenti sull’acqua per contrastare la probabilità di un possibile cambiamento di qualità. La qualità dell’acqua deve essere conforme ai seguenti requisiti. L’acqua deve essere priva di:
⊃ alti livelli di elementi e sali minerali,
⊃ sapori e odori discutibili,
⊃ materiale organico.
Dovrebbe inoltre essere: limpida, incolore, priva di ossigeno disciolto e priva di microrganismi.
Durezza dell’acqua
Il termine generale «durezza», per l’acqua, si riferisce alla presenza di sali di calcio e magnesio. La “durezza temporanea” è dovuta alla presenza di bicarbonati di calcio e magnesio e la “durezza permanente” a cloruri di calcio e magnesio, solfati e nitrati. La “durezza totale”, come ci si potrebbe aspettare, è la somma della durezza temporanea e permanente. La misurazione è espressa come concentrazione equivalente di carbonato di calcio in mg/l o ppm m/v.
Impurità dell’acqua
può essere costituita da idrossidi inorganici complessi e silicati o, talvolta, da detriti organici. Particelle troppo piccole per essere facilmente distinte, possono causare difficoltà quando la bevanda è gassata, agendo come minuscoli centri di instabilità e causando perdita di carbonatazione, schiuma e volumi di riempimento variabili. La filtrazione del flusso d’acqua in entrata, preferibilmente fino ad almeno 0,5 μm, è quindi considerata essenziale.
Alta alcalinità
Ciò è dovuto alla presenza di bicarbonati, carbonati e idrossidi della terra alcalina e dei metalli alcalini, principalmente calcio, magnesio, sodio e potassio. L’effetto dell’alta alcalinità è quello di tamponare l’acidità in una bevanda analcolica, con la creazione di un gusto blando. È essenziale, quindi, mantenere un livello di alcalinità costante e la maggior parte dei produttori mira a meno di 50 mg/l come CaCO3 . L’alcalinità può essere ridotta dal trattamento della coagulazione o dallo scambio ionico.
Nitrati
Con i moderni metodi di agricoltura intensiva, in cui vengono impiegati fertilizzanti a base di nitrati, si è registrato un notevole aumento del tenore di nitrati nelle falde acquifere situate sotto i terreni agricoli. Il limite raccomandato per i nitrati è stato fissato a 50 mg/l dall’Organizzazione mondiale della sanità (OMS).
La carbonatazione è l’impregnazione di un liquido con anidride carbonica gassosa. L’anidride carbonica è un gas inerte non tossico che è praticamente insapore ed è prontamente disponibile a un costo ragionevole. È solubile nei liquidi (il grado di solubilità aumenta al diminuire della temperatura del liquido) e può esistere come gas, liquido o solido. Quando viene sciolto in acqua forma acido carbonico. Al di sopra di un certo livello di carbonatazione, l’anidride carbonica ha anche una proprietà di conservazione, che è un vantaggio dal suo uso. Il gas di anidride carbonica è più pesante dell’aria; Ha un peso specifico di 1,53 in condizioni normali di temperatura e pressione. È un composto abbastanza stabile che si decompone in carbonio e ossigeno solo a temperature molto elevate. Al di sopra di 31°C, è impossibile liquefare il gas aumentando solo la pressione, e questo è definito il punto critico. A temperature e pressioni normali l’anidride carbonica è un gas incolore e non può esistere come liquido. La liquefazione può essere ottenuta mediante compressione e raffreddamento tra i limiti di pressione e temperatura del punto triplo e del punto critico. Quando l’anidride carbonica liquida sotto pressione viene rilasciata nell’atmosfera sarà solo come gas sotto forma di una densa nube bianca a causa della condensazione dell’umidità atmosferica. Il solido cadrà a terra come neve, che se compressa, forma un solido bianco traslucido noto come ghiaccio secco.
L’uso degli acidi è una parte essenziale della formulazione delle bevande. Gli acidi svolgono una varietà di funzioni oltre alle loro proprietà dissetanti primarie, che sono il risultato della stimolazione del flusso di saliva in bocca. Poiché riduce il pH, l’acido può agire come conservante delicato e, per certi aspetti, come esaltatore di sapidità, a seconda degli altri componenti presenti. Ancora più importante, tuttavia, la riduzione del pH del prodotto al di sotto di 4,5, e soprattutto 4,4, elimina il rischio di presenza di agenti patogeni. Inoltre, funzionando come sinergizzante di antiossidanti come BHA (idrossianisolo butilato), BHT (idrossitoluene butilato) e acido ascorbico, gli acidi possono indirettamente prevenire lo scolorimento e l’irrancidimento. Nelle bevande gassate, c’è l’effetto aggiuntivo dell’anidride carbonica disciolta. Sebbene non sia ufficialmente riconosciuta come acido, la sua inclusione sotto pressione, conferisce un ulteriore sensazione particolare in bocca. La presenza di C02 può richiedere il riequilibrio della quantità di acido aggiunto.
Gli aromi in una bevanda non conferiscono solo un’identità generica, ma soprattutto un carattere unico. Questa parte del profilo sensoriale, è responsabile del piacere e dell’attrazione del consumatore. Un aroma è costituito da una miscela di sostanze aromatiche che vengono attentamente bilanciate per trasmettere il giusto messaggio ai recettori sensoriali del consumatore. Nella creazione di un aroma, c’è inevitabilmente un livello di confronto con ciò che è già accettato come base generica. Così, un sapore di fragola è allo stesso tempo tipico, in misura marcata, del frutto stesso; Tuttavia, a livello commerciale, la caratterizzazione di questo aroma di base in qualcosa di nuovo lo distinguerà dalla concorrenza e porterà al successo sul mercato. Gli aromi per bevande analcoliche sono di due tipi principali: solubili in acqua e dispersibili in acqua. Gli aromi solubili in acqua sono formulati per sciogliersi facilmente, formando una soluzione limpida e brillante, a dosaggi solitamente nell’ordine dello 0,1%. In genere contengono principalmente composti ossigenati e altamente polari. Gli aromi idrodispersibili sono, in senso stretto, “insolubili”, avendo nella loro composizione una fase oleosa relativamente non polare – di solito agrumi – che trasmette il caratteristico contributo simile alla scorza dalla buccia. Questo tipo di aroma viene introdotto sotto forma di emulsione, consentendo di incorporare sostanze aromatizzanti a base di olio in una forma solubile. Le emulsioni per bevande possono avere il duplice ruolo di fornire effetti di sapore e torbidità e sono prodotte dalla dispersione meccanica di una fase oleosa che trasporta i componenti aromatizzanti in una fase acquosa contenente materiali idrocolloidi selezionati. Al fine di ottenere prestazioni ottimali del prodotto, è necessaria grande cura nella fase meccanica della produzione dell’emulsione e l’uniformità nella dimensione delle goccioline nella fase di olio disperso è fondamentale. Se l’emulsione deve essere utilizzata per promuovere una torbidità stabile nella bevanda e per massimizzare la densità ottica, allora idealmente, una goccia dovrebbe essere di circa 1-2 μm di diametro. Al di sopra di questi limiti, per via della coalescenza delle goccioline d’olio, ci sarà instabilità, e si osserveranno effetti come la formazione di inestetici collarini, a volte anche entro pochi giorni, e certamente durante lo stoccaggio. A condizione che la dimensione delle particelle o delle gocce rimanga uniforme, è possibile produrre emulsioni stabili, con una dimensione media delle particelle ben al di sotto di 1 μ m (diciamo, tra 0,3-0,5μm), ma si avrà un effetto intorbidante ridotto. Questo, non è percepito come un problema quando la dispersione, è destinata principalmente a scopi aromatizzanti.
Nelle emulsioni, i parametri meccanici sono molto importanti, ma non da meno è anche la selezione del giusto mix di componenti stabilizzanti, soprattutto per le emulsioni per bevande che sono essenzialmente diverse dalle altre emulsioni alimentari. La loro applicazione in fase liquida mobile e a concentrazioni nell’ordine dello 0,1%, determina condizioni completamente diverse. Per rimanere stabili ed evitare gli effetti già citati, queste devono rimanere distinte l’una dall’altra ma soprattutto non devono interagire con gli altri componenti della formulazione della bevanda. Ad esempio, se fosse presente un’altra emulsione come può esserlo un β-carotene sviluppato per bevande, a causa delle probabili differenze nella dimensione delle particelle, potrebbero avere la tendenza ad attrarsi, con conseguente instabilità.
Per approfondimenti vedi Emulsioni per Bevande.
Il colore, ormai è risaputo influenza la percezione e le aspettative sul sapore da parte del degustatore. E questo dato di fatto ha alimentato inevitabilmente qualche polemica. Un punto di vista afferma che i coloranti, non possedento alcun valore nutrizionale misurabile, non dovrebbero essere usati, perchè avrebbero il solo scopo di ingannare il consumatore. In una certa misura, questo è vero ma, condividere appieno questa visione è non riconoscere la più volte dimostrata sinergia tra le risposte sensoriali della vista e del gusto.
Il colore fornisce un mezzo per presentare correttamente una bevanda al consumatore, in modo che gli attributi organolettici percepiti siano correttamente collocati in una sequenza ordinata di apprezzamento. Sia la qualità che la quantità di colore è importante, alcuni colori forniscono, altri completano, un gusto particolare. I rossi favoriscono il fruttato delle bevande analcoliche con ribes nero, lampone, fragola, ecc.. L’arancione e il giallo tendono verso i sapori agrumati. I verdi e i blu riflettono il carattere della menta piperita, della menta verde e dei sapori freddi, a volte erbacei e balsamici, e i marroni si allineano con i sapori più pesanti come la cola. Pertanto, l’inganno, se mai voluto, è volto a garantire che il consumatore sia in grado di massimizzare il godimento della bevanda in questione. Se la bevanda analcolica è basata in parte di succhi di frutta, il colorante può essere necessario per ripristinare l’aspetto del succo se il suo colore naturale è stato distrutto mediante trattamento termico. Il colore può essere necessario anche per garantire l’uniformità del prodotto e per compensare le variazioni naturali di tonalità e intensità del colore associate al succo impiegato nella formulazione della bevanda.
Tradizionalmente nelle bevande sono sempre stati usati i coloranti artificiali che sono perfettamente solubili, hanno tonalità brillanti, sono insapori e molto stabili. Ma negli ultimi anni dopo che sono emersi nuovi dati scientifici sui rischi per la salute soprattutto nei bambini esposti a questi coloranti (Southampton), la commissione del Parlamento europeo ha adottato un approccio più restrittivo al loro uso. A partire dal 2011, per procedere verso una più consapevole etichettatura dei prodotti contenenti i coloranti azoici E110, E104, E122, E129, E102 ed E124 devono essere etichettati, con un claim aggiuntivo, cioè con la dicitura “può avere un impatto negativo sull’attività e sull’attenzione dei bambini”. Le sfide degli ultimi anni sono la sostituzione dei coloranti artificiali e del carminio.
ALTA % di ACQUA LIBERA →
ESPOSIZIONE ALLA LUCE →
SHELF LIFE MEDIO LUNGHI →
Alta attivita’ idrica→
Imballi trasparenti →
6-9 mesi
Aumenta il tasso delle reazioni chimiche, compresa la degradazione del colore
la Stabilità è influenzata da
pH (acidità)
Luce
Calore (pastorizzazione)
Presenza di O2
Presenza di Ioni Metallici
ALTA % di ACQUA LIBERA → alta attività idrica
Aumenta il tasso delle reazioni chimiche, compresa la degradazione del colore
INFLUENZATO da
pH (acidità)
Luce
Calore (pastorizzazione)
Presenza di O2
Presenza di Ioni Metallici
ESPOSIZIONE ALLA LUCE → per gli IMBALLI TRASPARENTI
SHELF LIFE MEDIO LUNGHI → non meno di 6-9 mesi
Per loro stessa natura, le bevande sono i sistemi alimentari acquosi per eccellenze, hanno un’elevata attività idrica, che aumente inevitabilmente il tasso di reazioni di degradazione chimica, compresa la degradazione del colore. Questo aspetto può essere affrontato sia con una migliore comprensione dei pigmenti coloranti, della tecnologia di lavorazione e dell’imballaggio, sicuramente molto importante per limitare una perdita di colore eccessiva mentre si trova sullo scaffale del supermercato. Per esempio in una bevanda, la curcumina per la sua scarsa stabilità alla luce, soprattutto in presenza di acqua, svanisce molto rapidamente. Diverso, se la bevanda è un preparato in polvere da ripristinare poco prima del consumo, in quel caso una curcumina in polvere idrosolubile è sicuramente una scelta possibile. Nelle bevande RTD per le tonalità gialle, i betacaroteni (gialli e arancio) sono la scelta migliore, le uniche accortezze da usare sono: 1) affidarsi ad un betacarotene specifico per bevande, soprattutto in caso di bevande limpide; 2) aggiungere un antiossidante solubile in acqua come l’acido ascorbico (250-300mg/lt) che fornirà un’ulteriore protezione dall’ossigeno presente nello spazio di testa o permeato attraverso l’imballaggio. Attenzione ad usare gli Antociani in abbinamento ai Betacaroteni, non tanto per l’incompatibilità tra loro, ma per l’eventuale presenza di acido ascorbico, necessario per i carotenoidi, ma deleterio per gli antociani.
Sotto alcuni esempi di tonalità per bevende limpide.
I Coloranti da evitare, ancor meglio da non usare in bevande limpide sono:
⊃ Curcuma e E100 Curcumina → troppo instabili alla luce, e la versione light stable di curcumina è torbida
⊃ E140-E141 Clorofilline → tonalità cupa, instabile al pH acido e alla luce
⊃ Ficocianina (spirulina blu) → instabile a pH acido
⊃ E120 carminio rosso* → precipita a pH sotto 5.
*da non confondere con l’acido carminico, che è indicato per bevande e conferisce una tonalità arancio. Per le differenze, vedi articolo sul Carminio.
Curcumina Light Stable
Un conservante può essere definito come qualsiasi sostanza in grado di inibire, ritardare o arrestare la crescita di microrganismi, o qualsiasi deterioramento degli alimenti dovuto a microrganismi. In Europa, vengono indicati livelli massimi definiti di conservanti consentiti, in base alla categoria alimentare interessato. Come accennato in precedenza, l’anidride carbonica, sebbene non aggiunta specificamente come conservante, contribuisce all’inibizione della crescita micro-organica e, insieme ad altri fattori (ad es. pH), contribuisce alla stabilità della bevanda. L’anidride carbonica è considerata efficace a volumi superiori a 2,5 o 3,0 e, per questo motivo, l’incidenza del deterioramento nelle bevande gassate è inferiore rispetto alle versioni non gassate. Sebbene i conservanti possano essere utilizzati nelle formulazioni di bevande con buoni risultati, non dovrebbero mai essere considerati infallibili e non vi è alcun sostituto dei rigorosi controlli di qualità e igiene in ogni fase della produzione. Nonostante vi siano scarse prove della formazione di prodotti tossici di fermentazione nelle bevande, il problema del deterioramento non è così raro, dove i lieviti sono la preoccupazione più forte. Ci sono alcuni ceppi di lievito, che possono sopravvivere a condizioni estreme e crescere anche in presenza di determinati conservanti. La maggior parte dei lieviti può crescere con o senza ossigeno, e prosperare a temperature comprese tra 25-27 °C, alcuni possono sopravvivere a oltre i 70 ° C e altri possono esistere, apparentemente abbastanza comodamente, tra 0-10 ° C. Le bevande analcoliche forniscono un substrato di crescita ideale per molti microrganismi, con adeguati rifornimenti dei nutrienti necessari. Oltre all’acqua, la necessità ambientale, i requisiti tipici sono fonti di carbonio (carboidrati), azoto (amminoacidi), fosforo (fosfati), potassio, calcio (sali minerali) e tracce di altri minerali (ad esempio zolfo, ferro, cobalto e persino vitamine), soprattutto quando nelle bevande c’è la presenza di frutta o di caramello (colorante), ci sarà una maggiore suscettibilità al deterioramento da parte di alcuni microrganismi. Forse l’aspetto più difficile della gestione della contaminazione microbica nelle bevande analcoliche riguarda il fattore ritardo. Un prodotto apparentemente di buona qualità può lasciare la linea di imbottigliamento per lo stoccaggio e la distribuzione, per poi essere restituito in un secondo momento (magari dopo diverse settimane), quando si è verificato un grave deterioramento delle prestazioni. Situazione che per qualsiasi produttore, è uno scenario da incubo e che deve essere evitato a tutti i costi.
E’ fondamentale che venga fatto tutto il possibile per evitare la loro moltiplicazione perchè in condizioni favorevoli, un tipico ceppo di lievito in rapida crescita può raddoppiare il suo numero ogni 30 minuti. Una bevanda in bottiglia costituisce un sistema unico, che può inibire o migliorare la crescita di microrganismi. La microflora, se presente, entrerà in uno stadio dormiente, durante il quale le loro possibilità di sopravvivenza dipendono dall’ambiente circostante. Dopo questa fase di “ritardo”, mentre la microflora specifica può adattarsi al loro nuovo ambiente e iniziare a crescere, c’è un’esplosione di attività dipendente dalla specie, durante la quale la popolazione raddoppia ripetutamente a un ritmo costante. Poiché una bevanda in bottiglia è un sistema “chiuso”, i prodotti di scarto e i nutrienti attenuanti serviranno a rallentare la crescita e alla fine la porteranno a un punto morto quando il tasso di mortalità aumenta e tutta l’attività si ferma. Il prodotto, tuttavia, sebbene forse non sia un pericolo per la salute, è stato rovinato e non può più soddisfare la funzione prevista. I lieviti, insieme a muffe e possono causare rigonfiamenti, oltre a un deterioramento del sapore, con note stonate e differenze nella sensazione in bocca.
ACIDO BENZOICO E BENZOATI
L’acido benzoico si trova naturalmente in alcuni frutti e ortaggi, in particolare nei mirtilli rossi, dove si trova in quantità dell’ordine dello 0,08%. L’acido benzoico disponibile in commercio è prodotto per sintesi chimica, è un solido cristallino polveroso bianco, solo scarsamente solubile in acqua a temperature normali. Per questo motivo, viene aggiunto alla bevanda nella forma solubile come sale di sodio o potassio. È prassi normale, disperdere completamente il benzoato durante la composizione dei lotti, prima dell’aggiunta della componente acida, con conseguente riduzione del pH. Questo per evitare la precipitazione localizzata dell’acido benzoico «libero», dovuta al superamento della sua solubilità (solubilità dell’acido benzoico = 0,35% m/v a 20°C). L’azione conservante è espletata dalla forma libera o non dissociata dell’acido benzoico, quindi, il suo uso è efficace solo quando si riscontrano bassi valori di pH – idealmente al di sotto di pH 3. L’acido benzoico è generalmente considerato esibire un effetto inibitorio sulla crescita microbiale, sebbene sia di scarsa utilità per il controllo batterico dove il problema maggiore si verifica comunque a pH al di sopra di 4 e quindi al di fuori del suo campo di azione. Risultati migliori si ottengono quando viene utilizzato in combinazione con altri conservanti (ad esempio SO2 o acido sorbico), grazie agli effetti sinergici. È interessante notare che l’attuale direttiva europea, pur esprimendo limiti unici di 300 mg/l per il sorbico e 150 mg/l per gli acidi benzoici nelle bevande aromatizzate analcoliche, consente tuttavia un uso conservante “congiunto” fino a 250 mg/l di acido sorbico con acido benzoico 150 mg/l. Un potenziale problema che è stato segnalato in alcuni prodotti contenenti sia acido benzoico che acido ascorbico è il potenziale per la formazione di quantità molto piccole di benzene. Inoltre, sono state riportate risposte allergiche all’acido benzoico, in particolare tra i bambini noti per essere iperattivi nei confronti di altri agenti, come la tartrazina. Come i coloranti artificiali, i benzoati sono talvolta vietati dai rivenditori. La DGA massima per l’acido benzoico, raccomandata dal JECFA, è di 5 mg/kg di peso corporeo.
ACIDO SORBICO e SORBATI
L’acido sorbico si trova naturalmente in un certo numero di frutta e verdura, in particolare nel succo di bacche acerbe di frassino di montagna (da Sorbus aucuparia), dove si trova insieme all’acido malico. L’acido sorbico e i suoi sali sono alcuni dei conservanti più utilizzati al mondo. Nelle bevande analcoliche, la forma più comunemente usata è il sorbato di potassio perché, come l’acido benzoico, ci sono problemi nella preparazione della sua soluzione (solubilità dell’acido sorbico = 0,16% m/v a 20°C).
In comune con l’acido benzoico, come inibitore microbico, l’acido sorbico e i suoi sorbati mostrano un’efficacia ridotta con aumento del pH. Sebbene l’attività sia maggiore a bassi valori di pH, i sorbati hanno il vantaggio di essere efficaci a valori di pH fino a 6,0-6,5, in contrasto con l’acido benzoico, per il quale l’intervallo comparativo è pH 4,0-4,5. La forma non dissociata, come l’acido benzoico, è la principale responsabile della sua azione conservante.
L’UE consente livelli compresi tra 0,015 e 0,2% anche se, nelle bevande analcoliche, il limite è dello 0,03% (300 ppm m/v). Oltre ad essere meno tossici dei benzoati, i sorbati sembrano essere meno invadenti in termini di rilevamento del gusto da parte di alcuni individui e reazioni allergiche. Nel complesso, i sorbati sono considerati uno dei conservanti alimentari più sicuri in uso e l’OMS ha fissato la DGA per il sorbato a 25 mg / kg di peso corporeo.
ANIDRIDE SOLFOROSA (SO2)
Grazie alla facilità con cui può essere prodotta, l’SO2 gassoso è stato uno dei primi composti chimici fabbricati e utilizzati dall’uomo. In epoca romana, era usato come conservante, bruciando zolfo prima di sigillare il vino in botti o vasi di conservazione. È uno degli agenti più versatili utilizzati nella conservazione degli alimenti ed è ben noto per il suo effetto microbicida su batteri, muffe e lieviti. Al giorno d’oggi, è generalmente impiegato sotto forma di un sale che genera anidride solforosa. Ad esempio, il metabisolfito di sodio viene convertito in mezzo acido:
L’effetto microbicida aumenta quando il pH scende al di sotto di 4,0 e, per questo motivo, l’SO2 è ideale per la maggior parte delle formulazioni di bevande analcoliche. L’SO2 è ora limitato dalla legislazione europea a non più di 20 ppm nelle bevande aromatizzate analcoliche contenenti succo di frutta, come riporto dai soli concentrati. Tuttavia, la sua azione conservante è compromessa da una tendenza a reagire con molti componenti della frutta, per formare solfiti organici, nel qual stato si dice che l’SO2 sia “legata”. Sebbene le proprietà conservanti siano dovute principalmente all’SO2 libera, è necessario analizzare l’SO2 totale (cioè libero più legato), poiché la legislazione per i requisiti di lavoro sicuri si riferisce solo alle concentrazioni totali massime.
Il problema più comune riscontrato durante la conservazione di una bevanda, riguarda gli effetti ossidanti che coinvolgono determinati ingredienti. Sia le componenti aromatiche che quelle di colore possono essere soggette a deterioramento in presenza di ossigeno disciolto, a scapito del prodotto. Gli antiossidanti sono, di norma inclusi in quelle formulazioni contenenti ingredienti più vulnerabili all’ossidazione. L’ossidazione può spesso essere attribuita alla permeabilità all’ossigeno dei materiali plastici utilizzati nella produzione di contenitori, ma è essenziale che il processo di ossidazione non inizi nella fase di produzione della bevanda o di uno qualsiasi dei suoi ingredienti. Le bevande aromatizzate agli agrumi, in particolare le bevande al limone, sono particolarmente sensibili all’ossidazione; quindi, gli antiossidanti sono sicuramente presenti nella loro formulazione.
Si fa sempre più uso di antiossidanti naturali e identici alla natura poiché, in molti paesi, l’uso di BHA e BHT continua ad essere limitato per motivi di salute. L’ascorbil palmitato e i suoi sali di sodio e calcio, gli estratti naturali ricchi di tocoferoli e l’α‐, γ‐ e δ-tocoferoli sintetici sono utilizzati, con buon effetto nel prevenire il deterioramento ossidativo nei sistemi a base di olio. In combinazione, il l’ascorbil palmitato e l’α-tocoferolo (vitamina E) sinergizzano per mostrare proprietà antiossidanti potenziate.
Calcio disodico EDTA
Questo è un sale misto e viene preparato facendo reagire l’acido con una miscela di idrossidi di calcio e sodio. Agisce come sequestrante, la sua azione legante rimuove le tracce di ioni metallici presenti nelle materie prime o nell’acqua di processo. Questi metalli (ad esempio il ferro) possono destabilizzare la bevanda con la tendenza a catalizzare la degradazione dei componenti aromatizzanti, causando ossidazione e note stonate. La loro rimozione serve a mantenere la stabilità dei prodotti durante lo stoccaggio e ad aumentare la shelf-life.
Ai sensi del Reg.CE 1333/2008, il calcio disodico EDTA è consentito solo in un numero limitato di alimenti, compresi alcuni prodotti in scatola e in bottiglia, con livelli massimi specificati in ciascun caso.
Per una miscela liquido-gas in un contenitore sigillato, si parla di equilibrio quando le velocità di uscita e di entrata del gas dalla soluzione liquida sono uguali. Qualsiasi diminuzione della pressione o aumento della temperatura rende la miscela supersatura, e la combinazione temperatura/pressione è insufficiente per mantenere l’anidride carbonica in soluzione. Quando questo accade, il gas viene rilasciato spontaneamente, dando origine a della schiuma. Se le bevande vengono agitate o viene aggiunto qualche irritante, come piccole particelle, il tasso di rilascio di gas sarà ancora più pronunciato. Qualsiasi prodotto gassato conservato in un contenitore aperto perderà gradualmente la carbonatazione. Ciò è dovuto al fatto che il gas viene liberato nell’atmosfera poiché l’interfaccia liquido-gas si sforza continuamente di raggiungere la condizione di equilibrio. La legge di Henry postulata da William Henry (1774-1836) afferma che “La quantità di gas disciolto in un dato volume di solvente è proporzionale alla pressione del gas con cui il solvente è in equilibrio”, mentre la legge di Charles (Jacques Charles, 1746-1823) afferma che “Il volume di un gas ideale a pressione costante è direttamente proporzionale alla temperatura assoluta”. Queste due leggi possono essere combinate per descrivere la legge universale dei gas ideali.
In senso pratico questo si può tradurre che per un dato volume, la quantità di anidride carbonica che può essere trattenuta in soluzione dipende dalla temperatura e dalla pressione. Più bassa è la temperatura, maggiore è la quantità di anidride carbonica che viene trattenuta. Al contrario, maggiore è la temperatura, maggiore è la pressione necessaria per mantenere l’anidride carbonica in soluzione.
La maggior parte delle bevande sono tradizionalmente preparate diluendo una miscela di sciroppo con acqua, in un rapporto di circa 1 parte di sciroppo e tra 3 e 6 parti di acqua. Lo sciroppo è tipicamente costituito da zucchero a 67 ° Brix, acido citrico, aromi, coloranti, conservanti e acqua.
Gli ingredienti vengono accuratamente pesati e aggiunti al recipiente di miscelazione. Lo sciroppo viene preparato e testato prima di essere inviato al dosatore per la miscelazione con acqua e la successiva carbonatazione.
L’acqua è normalmente satura di aria; la presenza di aria in una bevanda oltre a provocarne il deterioramento, può dare una lettura errata del livello di anidride carbonica presente a causa delle pressioni parziali coinvolte. Per questo motivo, per una corretta gasatura (carbonatazione) e/o corretta miscelazione prima è necessario procedere alla deareazione. L’obiettivo è quello di ridurre il livello dell’aria all’interno, dove possibile, al di sotto di 0,5 ppm. In questo modo la bevanda presenterà il minimo rischio di deterioramento dovuto alla presenza di ossigeno, migliorerà la durata di conservazione e ridurrà al minimo i problemi di riempimento.
La presenza di aria e di anidride carbonica provoca siti di nucleazione all’interno delle bevande, dando origine al fenomeno noto come schiumatura. Maggiore è il contenuto d’aria, più difficile è trattenere l’anidride carbonica in soluzione. Esistono due metodi principali di deaerazione, il vuoto e il reflusso; entrambi sono normalmente applicati all’acqua prima di essere miscelata allo sciroppo. Deaerando solo l’acqua non si verifica alcuna contaminazione dell’apparecchiatura e di conseguenza un minor rischio alla bevanda.
