Le applicazioni dei trattamenti termici più comuni e tradizionali consistono nella trasmissione del calore all’alimento per mezzo di conduzione o convezione. La propagazione del calore con queste modalità risulta piuttosto disomogenea e lenta, e il processo rallenta mano a mano che il delta termico tra sorgente e alimento diminuisce. Per ridurre i tempi di processo è necessario avvalersi di accorgimenti e strutture particolari, aumentando per es. l’area di contatto tra alimento e superfici riscaldanti. L’impiego del calore tradizionale ha oggigiorno anche l’inconveniente di essere sempre più costoso a causa della lievitazione del prezzo dei combustibili.Alla luce di queste considerazioni divengono interessanti tecnologie alternative, che permettono di trattare termicamente gli alimenti in modo più rapido ed efficace. Pur non trovando ancora largo impiego, queste tecnologie innovative risultano promettenti in particolare per certe applicazioni. Tra queste troviamo l’impiego dei raggi infrarossi e del riscaldamento ohmico.
Cottura all’infrarosso
Le radiazioni infrarosse fanno parte dello spettro elettromagnetico: sono quelle con lunghezza d’onda compresa tra 700 nm e 1 mm, con frequenza inferiore a quella della luce visibile ma superiore a quella delle onde radio. Vengono spesso associata ai concetti di “calore” o “radiazione termica”: ogni oggetto emette spontaneamente radiazioni infrarosse, per cui sensori in grado di captarle sono utilizzati per visione notturna o applicazioni termografiche. L’infrarosso è utilizzato anche per trasmettere segnali o dati (telecomandi, mouse e tastiere senza fili, etc.), o per la spettroscopia infrarossa, molto utile nella caratterizzazione dei materiali (compresi gli alimenti): la spettroscopia NIR (near infra red) ne è un ben noto esempio. Vi è poi l’utilizzo degli infrarossi per la cottura degli alimenti: se paragonati all’utilizzo del calore convenzionale per es. tipico di un forno tradizionale, ha il vantaggio di non richiedere il riscaldamento dell’aria all’interno del forno come mezzo di trasmissione del calore all’alimento. Questo fatto ha gli indubbi vantaggi di permettere riduzione dei costi e migliore risultato qualitativo sull’alimento, che non tende a “seccarsi” come nel forno convenzionale. Le apparecchiature per cuocere ad infrarossi sono in genere piuttosto compatte e permettono un accurato controllo della temperatura, e il calore può essere applicato in maniera uniforme ad ampie aree di alimento. Gli infrarossi di media lunghezza d’onda sono impiegati già da tempo per cuocere alcuni alimenti, per es. per grigliare alcuni tipi di carne come gli hamburger. Questa fonte di calore è infatti particolarmente idonea alla carne, specialmente di piccola pezzatura, poiché permette di cuocerla rapidamente mantenendone inalterata la succosità. Utilizzando lunghezze d’onda maggiori (lontano infrarosso) e di conseguenza meno potenti, si ottiene una maggiore efficienza energetica, con più rapido innalzamento della temperatura al cuore del prodotto, e si ha una minore perdita di liquidi dalla carne, con minori tempi di cottura e migliore resa del prodotto, a causa dei motivi di seguito esposti. Le radiazioni con lunghezza d’onda inferiore (vicino e medio infrarosso) penetrano la superficie dell’alimento in modo più efficiente, ma vengono rapidamente rallentate a causa dell’effetto evaporativo che consuma buona parte del calore e della formazione di una “crosta” superficiale che ostacola l’ulteriore penetrazione del calore. 
Le radiazioni con lunghezza d’onda maggiore (lontano infrarosso) provocano invece un minor riscaldamento dell’alimento, causando minore evaporazione (e di conseguenza anche maggiore resa) e più lenta formazione della “crosta”, inoltre in genere il costo per generare raggi nel lontano infrarosso (meno ricchi di energia) è in genere minore. Di contro, il risultato sensoriale ottenuto con le radiazioni del medio infrarosso può però essere migliore (odore, sapore e aspetto più “croccante” ed “abbrustolito”): la scelta più idonea dipende in gran parte dal tipo di alimento cucinato (pezzatura, contenuto di grasso, etc.). Per es. nel caso della carne il contenuto di grasso va tenuto in considerazione per l’impostazione dei parametri di cottura, poiché all’aumentare della percentuale di grasso aumenta anche la velocità di diffusione del calore nel prodotto e quindi diminuisce il tempo di cottura. Gli infrarossi possono essere applicati agli alimenti non solo per la loro cottura, ma anche per es. per trattamenti superficiali di pastorizzazione da applicarsi prima del confezionamento. L’applicazione di infrarossi si è dimostrata efficace nel debellare anche microrganismi patogeni quali Listeria monocytogenes, appositamente inoculata sulla superficie di preparazioni a base di carne, senza necessità di raggiungere temperature che potessero provocare danneggiamento qualitativo del prodotto (come verificato attraverso prove colorimetriche). Un altro esempio di applicazione particolare degli infrarossi consiste nel loro abbinamento ai processi di affumicatura (tipicamente molto lunghi), per renderli più rapidi e ottenere prodotti più salutari: in tal modo l’affumicatura si può svolgere anche in pochi minuti anziché in varie ore, e può essere effettuata in linea anziché all’interno dei tradizionali forni di affumicatura discontinui.
Trattamenti ohmici
Il riscaldamento ohmico è un elettro-riscaldamento che consiste nel passaggio diretto di corrente elettrica attraverso l’alimento, utilizzando una apposita cella contenente due elettrodi. Consente di riscaldare molto rapidamente alimenti solidi (carne, verdure, etc.), semisolidi (salse, condimenti, etc.) o contenenti pezzi solidi (macedonie, giardiniere, salse con pezzi, etc.) attraverso la generazione di calore all’interno degli stessi. Poiché la parte liquida non viene surriscaldata, non trattandosi di un convenzionale riscaldamento per conduzione dall’esterno verso il cuore, si evita lo scadimento qualitativo e sensoriale dell’alimento per es. sapore di cotto, aspetto imbrunito o comunque perdita del colore brillante, perdita di aromi, e così via. Si ha quindi la possibilità di ottenere prodotti che mantengono spiccate caratteristiche sensoriali, quasi come se fossero “fatti in casa”. Questo tipo di alimenti è sempre più gradito e richiesto dai consumatori. Ulteriori vantaggi sono rappresentati dalla velocità, con conseguente accorciamento dei tempi di processo e spesso rese produttive maggiori, e dalla maggiore efficacia nell’abbattimento microbico, con l’ottenimento di prodotti più sicuri e meglio conservabili nel tempo. La semplicità del processo rende gli impianti ohmici affidabili e spesso utilizzabili in continuo, o almeno per alimenti in grado di fluire (compresi fluidi contenenti pezzi). La maggiore difficoltà applicativa consiste nell’individuare i parametri per ogni tipo di prodotto. Un tipico alimento a cui questa tecnica si applica bene è la passata di pomodoro, 
per la quale esistono già numerose realizzazioni produttive. Il processo può essere tarato in modo più o meno spinto a seconda che si desideri un prodotto minimamente trattato (per es. macedonie di frutta per il catering) oppure un prodotto più stabile e con maggiore shelf life, pastorizzato o sterilizzato: in tal caso l’utilizzo del trattamento ohmico diviene particolarmente interessante poiché può consentire, in un unico passaggio, sia la cottura che la sterilizzazione dell’alimento. Tra i punti di debolezza di tale tecnologia vi sono l’elevato fabbisogno di energia elettrica per il riscaldamento, la necessità di calibrare finemente i parametri del processo al variare del tipo di alimento trattato, e la necessità di prevedere il confezionamento in asettico per sfruttare appieno le potenzialità della tecnologia stessa.
Bibliografia
Shilton N., Mallikarjunan P., Sheridan P., 2002. Modeling of heat transfer and evaporative mass losses during the cooking of beef patties using far-infrared radiation. Journal of Food Engineering, 55:217-222
Huang L. 2004., Infrared surface pasteurization of Turkey frankfurters. Innovative Food Science and Emerging Technologies, 5:345-351
Louarme L., Billaud C., 2012. Evaluation of ascorbic acid and sugar degradation products during fruit dessert processing under conventional or ohmic heating treatment. LWT – Food Science and Technology, 49(2):184-187
Yildiz-Turp G., Sengun I.Y., Kendirci P., Icier F. 2013. Effect of Ohmic treatment on quality characteristic of meat: A review. Meat Science, 93(3):441-448
