Appunti di processi e gestione della qualità 1

20/03 Pasta alimentare

Partendo dal prodotto finito, determinano le caratteristiche.

• Pasta secca → Composta da acqua e semola di grano (es. spaghetti, rigatoni).
• Pasta fresca → Trovata nel reparto dei refrigerati (es. ravioli, tortellini).
• Paste speciali → È un intermedio tra le due (es. pasta colorata con spinaci, pasta all’uovo).

Tra tutte, la pasta secca ha un impatto maggiore sul mercato.

Le trafile sono le parti finali dell’impianto di estrusione della pasta che conferiscono forma al prodotto: dalla trafila fuoriesce l’impasto a pressione assumendo una determinata forma. Una delle caratteristiche qualitative del prodotto finito dipende dalle trafile; se vogliamo definire a livello italiano il parametro di qualità che identifica una buona pasta secca è la tenuta alla cottura entro i tempi di cottura previsti: significa che il prodotto deve essere stato fatto utilizzando grani di ottime qualità, determinate tecnologie, ecc. → La pasta deve avere quindi la capacità di mantenere amido durante la cottura: no passaggio dell’amido dalla pasta all’acqua di cottura.

Inoltre, la pasta deve avere caratteristiche strutturali e visive di un certo tipo che in alcuni casi possono dipendere dalla linea di produzione, caratteristiche dei materiali con cui impianti e trafile sono fatte, dal processo produttivo ecc.

Per esempio → Dimensione non costante della pasta dipende dal processo produttivo, dovuta a trafile vecchie; sbiancatura, ovvero l’impasto compresso verso le trafile, se non c’è pressione costante si stira di più a un lato o meno dall’altro in quanto subisce forze di taglio differenti, e determina colori differenti sullo stesso prodotto durante la fase di essiccamento: queste sono questioni solo esclusivamente estetiche e non legate alla sicurezza del prodotto, ma poiché il mercato prende in considerazione tutti gli aspetti qualitativi, una qualsiasi variazione determina prodotto di qualità inferiore. Le diverse qualità presenti nel prodotto sono legate al grado di attenzione che l’azienda pone nei processi di produzione.

Fragilità del prodotto

Punti bianchi → Parametro di qualità dovuto al fatto che la semola o farina non è stata ben miscelata con acqua, si formano quindi dei grumi di farina: ciò determina che chi ha prodotto la pasta ha impianti obsoleti.

Punti neri → Dovuti a una non ottimale pulizia delle materie prime; rimanevano all’interno frammenti di crusca che venivano miscelati con l’impasto.

Attraverso controllo materie prime è quasi assente nel caso della pasta secca la presenza di farina sbriciolata in fondo al pacco di pasta → Dovuta alla presenza di insetti tipici della pasta: assenza di controllo nello stoccaggio del grano determinava il fatto che tali insetti si nutrivano di grano e questo difetto lo portavi dietro anche nella fase di produzione.

Pasta di lunghezza non uniforme → Dipende dal momento in cui avviene il taglio della pasta: dal punto di vista commerciale il mercato è molto attento; per esempio se all’interno di una confezione di fusilli il 95% del prodotto ha la stessa lunghezza, allora quel lotto è di classe A; se trovo il 15% di fusilli di lunghezza diversa è di classe B; se trovo un 15% di lunghezza di ancora diversa allora sarà di classe C.

In base all’aumento della difformità del prodotto diminuisce il valore commerciale, anche se la materia prima è la stessa.

Tra l’azienda, es. Barilla, che deve vendere, e per esempio Conad, che permette la vendita, il coltello dalla parte del manico ce l’ha la distribuzione: sul rapporto di forza tra le due, è Conad che determina quanto me ne dai, a che prezzo me ne dai… Importante è anche il posizionamento dei prodotti in supermercato e questo dipende anche dal valore offerto dall’azienda per occupare un posto sullo scaffale: è tutto rapportato e nulla casuale.

Le trafile possono essere in teflon, materiale molto resistente alla pressione che permette di ottenere prodotti dalla superficie liscia, mentre le trafile in bronzo generano prodotti dalla superficie ruvida con caratteristiche organolettiche migliori: es. la pasta avrà una maggiore capacità di mescolarsi e legarsi con il sugo.

Pasta secca e semola di grano duro

Pasta secca → Acqua + semola di grano duro.

La semola di grano duro deriva dal grano; anche in questo mondo il 20-30% di perdite si hanno già in raccolta. I cereali contengono amido, proteine, sali minerali e grassi; i cereali appartengono alla famiglia delle graminacee e i semini di grano si chiamano cariossidi.

I principali cereali sono frumento, riso, mais; il grano saraceno non è un cereale.

Quando parliamo di alterazioni del prodotto noi indichiamo principalmente alterazioni a causa di microrganismi o condizioni di conservazione non appropriate.

Conservazione dei cereali

Le condizioni ottimali per mantenere un cereale in ottime condizioni sono: bassa umidità per limitare la presenza di agenti fermentanti (umidità intorno al 12-13%): un prodotto con aw pari a 0,13 è equivalente a ExRxH poiché esiste una relazione diretta, quindi a quella data UR il prodotto non perde e non acquista umidità, quindi mantengo l’equilibrio, e non si svolgono azioni microbiche; bassa UR e T controllata (15-16°C) sono delle condizioni ottimali di conservazione dei cereali per un determinato periodo, in quanto garantiscono sicurezza.

Quindi la conservazione è importante, soprattutto in condizioni massicce di prodotti: essiccamento permette di ridurre l’umidità fino a UR del 13%, entrando quindi in zona di sicurezza e in valori accettati dalla legge per quanto riguarda il contenuto di acqua; la refrigerazione inibisce inoltre il metabolismo degli insetti; conservazione in atmosfera controllata, in quanto se sostituisco l’aria ambiente con miscela di azoto e CO2 elimino microrganismi e insetti aerobi.

Ci sono anche sistemi di sanificazione degli impianti così da evitare infestazioni; le disinfestazioni non possono però essere fatte in modo indiscriminato tra prodotto biologico e prodotto non biologico, in quanto il prodotto biologico risulterà poi inquinato.

Al di sotto di un certo valore di aw non c’è sviluppo di microrganismi, ma ci sono dei microrganismi che riescono anche ad adattarsi a condizioni estreme, es. alcuni lieviti riescono a svilupparsi anche sul miele che presenta 88% di zuccheri (lieviti osmofili), o microrganismi in grado di crescere in micro-condizioni di bassa umidità (muffe xerofile → aspergillus) che danno come metabolita aflatossine che presentano tossicità molto elevata, e hanno una particolarità, ovvero nel caso di conservazione in massa di cereali e sfarinati gli aspergilli hanno l’abitudine di diffondersi a macchia di leopardo non contaminando l’intera massa → Se uno si trova a fare il controllo nel caso di aflatossine, e sapendo che il microrganismo non si diffonde in maniera uniforme bisogna ben conoscere come campionare i prodotti conservati in grandi masse, e quindi pescare le zone inquinate e il numero di lotti minimi da considerare.

Grano duro e grano tenero

Le specie vegetali maggiormente produttive oggi per ettaro comportano una perdita di biodiversità, quindi la selezione delle specie con resa maggiore ha portato alla riduzione di molte specie esistenti; nel caso del grano si ha solo grano duro e grano tenero. Questi due prodotti hanno destinazioni differenti: grano duro nel caso di pasta, mentre il grano tenero nel caso di pane e prodotti da forno → Questa differenziazione è dovuta al diverso contenuto proteico e quindi alla formazione della maglia glutinica durante la formazione dell’impasto: le proteine insolubili in acqua, quali glutenine e gliadine, quando si genera l’impasto formano un reticolo tridimensionale che prende il nome di glutine: trattiene nella singola cellula amido della farina, acqua e gas nel caso in cui il glutine subisce un processo fermentativo → È una sorta di rivestimento.

Il glutine trattenendo l’amido è il principale responsabile del fatto che l’uso di grano duro nella produzione della pasta impedisce la fuoriuscita dell’amido nella fase di cottura dell’acqua, in quanto il glutine intrappola l’amido nella struttura tridimensionale.

In funzione della maggiore o minore elasticità del glutine, si determina che il grano duro dà origine a glutine molto tenace e quindi adatto a fare pasta; glutine del grano tenero è più elastico e quindi migliore per la produzione di prodotti lievitati in quanto espandibile ai gas → Tutto quindi dipende dal glutine e non dalla granulometria.

La granulometria viene presa in considerazione per determinare che il grano duro mi dà semole e semolati, il grano tenero mi dà farina.

La cariosside presenta una grande quantità di amido, germe e parte tegumentale esterna: il germe contiene più lipidi ed è responsabile della futura germinazione, mentre l’endosperma serve per ottenere semola o farina senza la parte tegumentale.

Macinazione e produzione di sfarinati

L’obiettivo che si persegue nella macinazione del grano duro o tenero per ottenere rispettivamente semola o farina ha come scopo di attuare una sequenza del tipo: macino e separo, macino e separo: è un sistema ciclico in modo tale da arrivare a fine processo di molitura con materiale omogeneo costituito per il 100% di semola nel caso di grano duro e 100% di farina nel caso di grano tenero → La semola è granulosa, mentre la farina è farinosa.

Sapere amido, glutine.

Produzione di sfarinati → Nella molitura, siccome l’obiettivo è rompere il seme, separare la composizione amilacea e seguire la macinazione di esse → Avviene un percorso più o meno complesso: per mezzo di rulli contro-rotanti avviene la rottura della cariosside che viene poi setacciata; quello che si ottiene, se è al di sotto di una certa granulometria prosegue, altrimenti rivà in macinazione e così via: questo processo, a seconda dell’innovazione dell’impiantistica, ha come obiettivo la massima resa possibile in semola o farina, senza avere dentro al prodotto i tegumenti, in quanto per legge non si può vendere farina contenente tegumenti in quanto è un prodotto di qualità inferiore.

Gli step quindi sono: ricezione, pre-pulitura e insilamento del grano in arrivo, pulitura e condizionamento, macinazione, conservazione degli sfarinati.

La separazione dei componenti presenti nel prodotto di arrivo avviene in base alle caratteristiche fisiche e in base agli strumenti che ho a disposizione per far avvenire la separazione dei vari componenti: separatori magnetici, aria, setacci, ecc.

Il condizionamento prevede l’innalzamento dell’UR del grano fino al 15-16% in modo che le cariossidi siano meno dure e legnose, ma assumano un comportamento più plastico: questo permette che la cariosside al passaggio attraverso i rulli si macini senza generare rottura della cariosside e quindi lavorare con minore quantità di polveri e con un prodotto un po’ più plastico che permette anche una migliore separazione in quanto rimangono frammenti più grossi.

Per stimare l’acqua aggiunta andiamo a pesare il V di prodotto prima e dopo condizionamento, in questo caso considero la differenza di peso.

A questo punto inizia la vera fase di macinazione.

Vedere slide sulle varie fasi del processo.

Separazione selettiva → Man mano che seguo con fase di macinazione e separazione ho delle perdite di prodotto → A partire da 100 kg di grano posso ottenere al massimo una resa del 68-72% di grano duro, mentre 72-76% nel caso di grano tenero. Il discorso della resa è importante, perché importante è la qualità delle materie prime: bisogna prendere in considerazione principalmente due aspetti: principale è il bilancio di materia → Quanto entra e cosa esce: se parto da 68-72% di endosperma non posso ottenere 80% di semola: questo è possibile nel caso in cui durante la macinazione ho compreso anche i tegumenti.

Ci sono varie addizioni di semole e semolati: abbiamo valori di UR massima che non possono essere separati per motivi di sicurezza igienico-sanitaria; le ceneri, ovvero minerali, ondeggiano tra un minimo e un massimo perché, siccome da un punto di vista anatomico i minerali sono prevalentemente concentrati nei tegumenti, se dall’analisi delle farine mi accorgo che i minerali sono alti significa che all’interno della farina sono finiti tegumenti: quindi è un parametro di valutazione della qualità delle farine, ed è anche una misura indiretta per quanto riguarda la resa, perché se resa superiore del normale vuol dire che sono stati macinati anche tegumenti.

Per le proteine, siccome dobbiamo avere contenuto glutinico tale da poter permettere la pastificazione o la panificazione, non posso avere semola o farina con contenuti proteici molto bassi, perché altrimenti non avrei le performance tecnologiche che mi servono per fare una pasta o pane ottimale.

27/03 Semole, qualità e analisi

Per le semole ci sono a norma di legge 4 definizioni a seconda della quantità dei materiali estranei presenti nella semola: ovvero in base alla quantità di tegumento presente.

• Semola di grano duro → Prodotto granulare a spigolo vivo ottenuto dalla macinazione e conseguente abburattamento del grano duro, liberato dalle sostanze estranee e dalle impurità.
• Semolato di grano duro → Prodotto ottenuto dalla macinazione e conseguente abburattamento del grano duro liberato dalle sostanze estranee e dalle impurità, dopo l’estrazione della semola.
• Semola integrale di grano duro → Prodotto granulare a spigolo vivo ottenuto direttamente dalla macinazione del grano duro liberato dalle sostanze estranee e dalle impurità.
• Farina di grano duro → Prodotto non granulare prodotto dalla macinazione e conseguente abburattamento del grano duro liberato dalle sostanze estranee e dalle impurità.

In termini di mercato, la semola di grano duro vale di più in quanto è la più pura ma ha resa minore.

A norma di legge gli elementi legali che definiscono le varie tipologie di semole sono: umidità massima, contenuto in ceneri, contenuto minimo di proteine; il contenuto di proteine è importante in quanto le proteine sono responsabili della formazione del glutine e quindi danno sostanza tecnologica alla pasta di semola, nel caso invece delle ceneri si considera un certo margine perché rappresentano quei minerali che sono presenti principalmente nei tegumenti e quindi maggiori sono i tegumenti presenti nella semola e maggiore sarà il contenuto di ceneri.

La valutazione ponderale delle ceneri è una valutazione che serve per determinare la qualità in purezza di una semola o farina; se si sforano tali limiti ricade in reati, ecc. → Questi limiti devono essere necessariamente rispettati.

Dal punto di vista commerciale, si tiene conto del capitolato di acquisto e i parametri tecnologici e qualitativi che si devono rispettare, oltre ai parametri legali, sono granulometria (compresa tra 200 e 400 micron), indice di giallo (colore giallo ambrato), luminosità (dipende dal maggiore o minore contenuto di crusca presente), contenuto proteico (> 13%), e glutine corto e tenace (superiore al 10-11%): queste indicazioni cambiano da prodotto a prodotto → Sono rapporti che vincolano il venditore all’acquirente.

Per ogni lotto di produzione, l’acquirente può anche richiedere un certificato di natura microbiologica che attesti il fatto che la farina è esente di un determinato fattore, non contenga spore o le contiene entro dei limiti stabiliti, non contiene o contiene entro i limiti stabiliti le aflatossine, ecc. → Questo aspetto dà riscontro a tre questioni che sembrano apparentemente distaccate tra di loro ma in realtà non lo sono: il certificato commerciale, di legge e igienico-sanitario permette di evitare quello che con l’HACCP si è pensato, ovvero che nell’analisi di pericoli e rischi uno debba fare delle analisi: quindi evita di svolgere analisi che impiegano tempo compatibile con la shelf-life della partita esaminata → Quindi questo concetto si lega al cosiddetto qualificazione dei fornitori: applicando quest’iter riesco nell’ambito del sistema di autocontrollo riesco a risolvere il problema legato alle analisi che posso verificare ma in modo sporadico, qualifico i fornitori, e attraverso questo meccanismo ho sotto controllo la merce data da un determinato fornitore, quello che mi è entrato in azienda, che pasta ho prodotto con quel specifico prodotto, quindi si determina un vero e proprio sistema di rintracciabilità.

La ricezione delle materie prime in ambito dell’analisi dei rischi si basa su valutazioni o metodi rapidi, o su valutazione visiva.

Analisi della farina

Analisi utili per determinare la caratteristica tecnologica di una partita di farina:

- Alveografo di Chopin, farinografo di Brabender, estensografo Brabender: strumenti usati per la valutazione di deformazione dell’impasto in base a uno sforzo applicato → È un’analisi di natura fisica (meccanica). Uso questa tipologia di strumenti per determinare qual è la materia prima, tra le tante che ho a disposizione, maggiormente adatta per produrre pasta, o quella più adatta per produrre prodotti fermentati.

• Alveografo di Chopin → Usiamo questi metodi che misurano quanto un impasto è in grado di estendersi in modo biassiale, ovvero di rigonfiarsi.
• Farinografo di Brabender → Resistenza meccanica che l’impastatore incontra quando incontra acqua + farina: più il grado di legame è forte e più lo strumento farà fatica a mescolarla.
• Estensografo di Brabender → Resistenza di un impasto alla trazione: una volta prodotto impasto standard, estendo l’impasto mediante l’utilizzo di due pinzette; misuro la dilatazione del prodotto a seconda della forza applicata.

Indice di caduta e prova amilografica misurano la capacità fermentativa della farina e indirettamente ci danno misure anche