Tecnologie degli oli, dei grassi e dei prodotti carnei

Tecnologie degli oli, dei grassi e dei prodotti carnei

UNIPR III° anno

A.A. 2018/2019

Scienze e Tecnologie Alimentari

Tecnologie grassi e prodotti carnei

Oli e grassi: generalità, proprietà, mercato

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Oli di origine vegetale da O.G.M. 7

PROPRIETÀ CHIMICO-FISICHE DELLE SOSTANZE GRASSE 8

PROPRIETÀ TECNOLOGICHE DEI GRASSI NEI PRODOTTI DA FORNO 13

GLI OLI E I GRASSI DI ORIGINE VEGETALE: FONTI DI APPROVVIGIONAMENTO, CARATTERISTICHE, UTILIZZO E PRODUZIONE 17

• La soia 17
• Olio di cotone 19
• Olio di colza (canola) 21
• Olio di arachide 23
• Olio di mais 25
• Olio di girasole 26
• Olio di cartamo 27
• Olio di palma 27
• Gli oli laurici 35

I GRASSI DI ORIGINE ANIMALE: FONTI DI APPROVVIGIONAMENTO, CARATTERISTICHE, UTILIZZO E PRODUZIONE 37

• Sego 37
• Lardo e strutto 38
• Grasso del latte 38
• Oli di pesce 39
• Caratteristiche di un grasso animale di buona qualità e processo estrattivo 39
• Wet rendering 41
• Dry rendering 41
• Produzione olio di pesce 42

IL BURRO 44

Processo produttivo 45

GLI OLI DERIVATI DALL’OLIVA 51

Caratteristiche compositive 54 2

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Effetti benefici e nutrizionali 57

Produzione e consumi 57

Le modalità di produzione 58

Olio extravergine di oliva denocciolato 65

I prodotti secondari, i reflui 65

Gli aspetti legislativi 67

Analisi sensoriale 69

LA CONSERVAZIONE, IL TRASPORTO E LA PREPARAZIONE DEI SEMI OLEOSI (fase preparativa) 72

• Essiccamento 74
• Immagazzinamento 76
• Pulizia 76
• Decorticazione 76
• Frantumazione, laminazione ed estrusione 78
• Condizionamento 81

IL PROCESSO DI ESTRAZIONE DELLE SOSTANZE GRASSE 82

• Estrazione mediante pressione 83
• L’estrazione dell’olio dalla Palma 87
• L’estrazione mediante solvente 91

LA RAFFINAZIONE DELLE SOSTANZE GRASSE 102

• Degommaggio 105
• Disacidificazione 111
• Decolorazione 115
• Decerazione 121
• Deodorazione 122

PROCESSI DI CONVERSIONE-MODIFICAZIONE DELLE SOSTANZE GRASSE: FRAZIONAMENTO, IDROGENAZIONE ED INTERESTERIFICAZIONE 127

Winterizzazione 127

Frazionamento 129 3

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Idrogenazione 136

Interesterificazione 143

LA MARGARINA 150

PRODUZIONE 151

GLI SHORTENINGS 154

I PRODOTTI DI SALUMERIA: CONSUMI E PRODUZIONE 156

• I prodotti insaccati cotti 157
• I würstel 162
• La mortadella 166
• Il prosciutto cotto 172
• Lo zampone 180
• Cotechino 182

I PRODOTTI STAGIONATI 183

• La coppa 183
• La pancetta 186
• Il prosciutto crudo stagionato 189
• Lo speck 202
• Il culatello di Zibello DOP 203
• La bresaola 204

MATERIALE DI APPROFONDIMENTO 206

Domande in preparazione all’esame 207 4

Tecnologie degli oli, dei grassi e dei prodotti carnei

Oli e grassi: generalità, proprietà, mercato

Quando si parla di oli e grassi, si parla di componenti che dal punto di vista chimico presentano una frazione di natura gliceridica e una di natura non gliceridica: entrambe rivestono una rilevante importanza nel settore delle tecnologie.

La frazione di natura gliceridica (90-99%) può essere rappresentata da:

• Trigliceridi misti (90-99%);
• Digliceridi (tracce-4%);
• Monogliceridi (tracce 1%): assieme ai digliceridi costituiscono degli importanti additivi nell’industria alimentare, come emulsionanti utilizzati in prodotti da forno.

Possono essere sintetizzati ma possono essere ottenuti anche da processi di raffinazione di oli e grassi come sottoprodotti. All’interno di una miscela di grassi o di oli di origine vegetale o grassi di origine animale rappresentano un indice di qualità. Un olio con un elevato contenuto in mono- e digliceridi è indice di deperimento di tale prodotto in seguito a processi di idrolisi scatenati da stati di cattiva conservazione (è in correlazione con l’acidità ed il contenuto in acidi grassi liberi):

• Acidi grassi liberi (0,1-4% costituiscono l’acidità libera): sono i responsabili dell’acidità del prodotto;
• Fosfolipidi (tracce): molto importanti, costituiscono un sottoprodotto essenziale di questi processi in quanto viene utilizzato molto come additivo alimentare (le lecitine, ad esempio).

La frazione di natura non gliceridica, nei vegetali, è influenzata dalle condizioni di accrescimento agronomiche delle piante (0,5-4%):

• Cere: si trovano in molti prodotti di origine vegetale, vengono eliminate mediante il processo di raffinazione in quanto sedimentano sul fondo del packaging;
• Esteri degli steroli;
• Steroli (colesterolo e fitosterolo): i fitosteroli negli oli e grassi di origine vegetale sono importantissimi nel settore della nutraceutica, in quanto sono relazionati ad un potere ipocolesterolemizzante;
• Vitamina A ed E;
• Caroteni, carotenoidi e clorofille;
• Alcoli lineari pari da C18 e C30;
• Dioli triterpenici;
• Sostanze fenoliche;
• Componenti dell’aroma.

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Questi prodotti sono dei marker indicativi di particolari processi di alterazione degli oli, e quindi rivestono un’essenziale importanza in questo ambito.

I grassi rappresentano un’ottima fonte di energia per l’organismo, fornendo circa 9 Kcal per grammo. Assolvono a importanti funzioni biologiche, in quanto forniscono acidi grassi essenziali (AGE) precursori di importanti ormoni, sono importanti costituenti delle membrane cellulari ed entrano nel meccanismo di regolazione del colesterolo ematico.

I grassi sono il veicolo di importanti vitamine liposolubili (A,D,E,K), rendono i cibi più appetibili, contribuiscono alla sensazione di sazietà e contribuiscono alla struttura dei cibi (di rilevante importanza nel settore delle tecnologie alimentari).

I principali oli di origine vegetale possono essere:

• Soia;
• Cotone;
• Arachide;
• Girasole;
• Mais;
• Colza o ravizzone (canola);
• Oliva;
• Palma;
• Palmisto;
• Cocco;
• Lino;
• Sesamo;
• Ricino;
• Cartamo.

Si hanno tre differenti fonti per gli oli vegetali: raccolta da albero (palma, cocco e oliva), raccolta annuale (lino, colza e girasole) e sottoprodotti (cotone e mais).

I principali oli e grassi di origine animale possono essere:

• Burro (dal latte);
• Sego;
• Lardo;
• Pesce (più per il settore della nutraceutica).

In questi casi possono essere di origine differente, da quella marina (per uso alimentare o non, estratti ad esempio da aringhe, acciughe, merluzzi, balene, ecc…) a quella terrestre (anche in questo caso sia per usi alimentari, come il burro, il sego o lo strutto, sia per usi non alimentari come altri tessuti, ossa comprese, di bovini, suini, caprini ed equini).

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Il settore degli oli e dei grassi è un settore USA molto ampio, che ha subito un continuo INDIA sviluppo ed incremento negli ultimi anni. Al OTHERS CHINA sito internet http://www.fediol.be/ è CANADA possibile trovare importanti informazioni ARGENTINA 19% riguardanti l’ambito economico del settore BRAZIL degli oli. La produzione è in grande crescita, si parla di circa 183 milioni di 43% tonnellate prodotte nel 2012. Questo 15% quantitativo è destinato per l’80% al consumo umano, per il 14% come materie prime per l’industria olearia mentre il 6% è 7% destinato al consumo animale. I principali 8% paesi produttori di oli di origine vegetale 2%7% sono sicuramente gli USA al primo posto e secondi Malesia ed Indonesia. La Palma riveste 58 milioni di tonnellate di produzione, la soia 42 milioni di tonnellate, seguite da colza e girasole (riveste l’80% della produzione mondiale).

La FEDIOL è una federazione europea con sede a Bruxelles in Belgio rappresentante delle industrie europee per la produzione di oli di origine vegetale e farine proteiche (residui del processo di produzione degli oli). Un altro sito, riguardante invece un carattere più scientifico (http://lipidlibrary.aocs.org/) è quello dell’American Oil Chemists’ Society che vede pubblicazioni ed articoli scientifici dove si possono trovare informazioni sulla scienza dei grassi e su aspetti tecnologici.

Oli di origine vegetale da O.G.M.

Il settore degli OGM tocca per forza questa tipologia di prodotti.

Il consumatore europeo ha una particolare attenzione verso questa problematica, e questo ha fatto sì che un’importante parte degli oli utilizzati nell’Europa occidentale non sia derivante da organismi geneticamente modificati. Questo non è vero, invece, se si va ad analizzare la situazione in paesi extraeuropei come gli USA ed il Brasile.

Gli ibridi utilizzati in questo settore sono ottenuti non solamente per essere più resistenti ad agenti biotici ed abiotici, ma vi sono anche articoli scientifici che sfruttano tecniche di ingegneria genetica per ottenere prodotti con caratteristiche differenti a partire da materie prime differenti rispetto a quelle classiche: ad esempio, si studiano organismi vegetali (ibridi OGM) per l’ottenimento di trigliceridi ad elevato numero di acidi grassi saturi per sostituirli al processo di idrogenazione, oppure oli a bassa percentuale di acido linoleico per ottenere una maggior stabilità del flavor, oli a bassa percentuale di saturazione per esigenze nutrizionali, oli ad elevata percentuale di acido oleico per esigenze nutrizionali e miglioramento della stabilità ossidativa.

Tuttavia, i progressi sono ancora molto agli esordi, in quanto i consumatori medi (più quelli Europei) tendono sempre ad aprire dibattiti sociali.

Sono invece molto più concrete altre tecniche, che sono quelle classiche, ovvero quelle di incrocio e selezione nonché la mutagenesi.

Le tecniche di incrocio e selezione hanno portato all’innalzamento delle rese e del contenuto in olio, un adattamento elevato delle specie a differenti climi, alla variazione della composizione 7

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dell’olio nonché una elevata resistenza ai pesticidi, ad esempio l’olio di cartamo ad alto tenore di acido oleico (1964) e l’olio di colza a basso tenore di acido erucico (1978).

La mutagenesi, invece, ottenuta mediante radiazioni gamma ha portato alla produzione di olio di girasole ad alto tenore di acido oleico, oggi il maggior sostituto dell’olio di palma.

Proprietà chimico-fisiche delle sostanze grasse

Questa tabella rappresenta il diverso contenuto in acidi grassi dei diversi grassi ed oli.

Ogni olio o grasso differisce dall’altro dal punto di vista chimico, oltre che dalla composizione in acidi grassi (1), anche dal range di distribuzione di tali acidi grassi (2). Ad esempio l’acido oleico nell’olio di oliva è molto ampio (55-83) mentre è più ristretto per altre tipologie di oli.

Gli acidi grassi più rappresentativi sono:

• L’acido palmitico (olio di Palma);
• Acido oleico (oliva e girasole ad alto contenuto di oleico);
• Acido linoleico (notevole presenza in soia e girasole);
• Acido linolenico (olio di canola o di soia).

Ci sono poi alcuni altri acidi grassi minoritari a catena più o meno lunga che sono alla base compositiva dell’olio di palmisto o di cocco che fanno parte della categoria degli “oli laurici”.

Questo diverso tenore è alla base di alcune proprietà e comportamenti diversi di alcuni oli e grassi.

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Un’altra proprietà importante è il colore (3). Il colore è un parametro caratteristico degli alimenti ed è un modo per attirare il consumatore. In realtà, molti oli nascono con un colore ben diverso, per esempio l’olio di palma è arancione, l’olio di mais e l’olio di girasole sono di colore rosso vivo. La modificazione del colore è un passaggio molto importante di raffinazione delle sostanze grasse ed è anche il più costoso. A fianco alle molecole caratteristiche del colore sono presenti anche altre molecole che non hanno un impatto relativo al colore ma che vengono comunque allontanate sempre in questa fase. Il colore è una proprietà così importante degli oli vegetali e delle sostanze grasse di origine animale che viene misurata attraverso un parametro quantitativo, ovvero il grado “lovibond”, misurazioni che vengono effettuate per l’indice di rosso e l’indice di giallo.

Il colore, quindi, è un parametro qualitativo che fa parte degli standard internazionali che sono richiesti anche quando vengono commercializzati questi prodotti, in quanto è inerente alla qualità del prodotto stesso.

Gli oli presentano questo colore giallo paglierino in quanto questi prodotti non devono partecipare a contribuire al colore finale totale degli alimenti. In realtà, con l’evolversi delle richieste dei consumatori, in alcuni casi si commercializzano dei prodotti con certificazioni particolari (es: biologiche) dove la decolorazione non va a completezza, e quindi all’olio rimane un po’ del colore originale (non fa parte della cultura Italiana, ma in paesi orientali l’olio di palma o di diversi semi viene utilizzato anche come condimento, e quindi i consumatori lo preferiscono di qualità superiore).

Il numero di iodio (4) “iodine value” è un parametro espresso in maniera dimensionale (numero) che dà un’indicazione sul grado di saturazione dell’olio. L’olio di palma è quello che presenta una % elevata di acido palmitico, ed è anche un olio abbastanza solido a temperatura ambiente, quindi un olio con indice di saturazione piuttosto elevato.

Per la palma, quindi, il numero di iodio è più basso rispetto agli altri tre (50 e 55), mentre è più elevato per altri oli come quello di girasole (110 e 143). Questo valore si determina mediante reazione con iodio che va ad intaccare i doppi legami (una sorta di titolazione). Anche l’indice di iodio fa parte di uno standard internazionale utilizzato per la commercializzazione delle materie prime, soprattutto se si ha a che fare con prodotti trasformati come grassi interesterificati o le margarine. Il numero di iodio è legato anche alla potenziale capacità ossidativa di un olio o grasso: più è elevato questo numero e più è elevato il rischio di avere un prodotto con una certa instabilità.

Il numero di perossidi (5) è un indice che definisce la quantità di prodotti primari dell’ossidazione (idroperossidi). Più è elevato questo valore e più è elevata l’ossidazione.

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La stabilità (AOM) (6) è un indice della stabilità degli oli, misurato con un test rapido, attraverso metodologie che misurano il tempo di induzione della reazione di ossidazione. Tutti i valori legati all’ossidabilità del prodotto sono importantissimi in quanto sono relazionati alla capacità di un olio o di un grasso di resistere ad un determinato stress (frittura o prefrittura industriale) e alla shelf life che questi grassi o oli hanno quando vengono utilizzati come ingredienti di altri prodotti alimentari.

In questo caso si tratta di oli raffinati, quindi non dell’olio di oliva. In quest’ultimo caso il numero di perossidi sarà sicuramente molto più alto degli analoghi raffinati, e i valori sono tabulati all’interno delle direttive europee, e vengono utilizzati per valutare la qualità e la distinzione dei prodotti, e sono diversi a seconda delle categorie commerciali del prodotto.

L’acqua (7) negli oli è sempre molto bassa (non più dello 0,1%), poiché viene notevolmente abbattuta dal processo di raffinazione, infatti, l’olio di oliva ha un quantitativo di acqua molto più elevata. Questo può essere un problema in quanto l’acqua può andare ad idrolizzare i trigliceridi e aumentare l’acidità del prodotto.

Il valore degli acidi grassi liberi (8) come acido oleico, vengono determinati come % di acido grasso oleico LIBERO, correlato all’acidità del prodotto. In tutti questi oli l’acidità ha valore molto basso in quanto la raffinazione abbatte anche l’acidità libera. È uno di quei parametri che determina la qualità del prodotto.

Dal punto di vista fisico vi è un altro parametro di elevata importanza in quanto è alla base di quelle che sono le proprietà chimico-fisiche dei grassi: il polimorfismo. Polimorfismo significa che il grasso/olio può assumere diverse forme cristalline che hanno un’elevata importanza dal punto di vista tecnologico, poiché in dipendenza di queste forme l’olio/grasso presenterà un diverso utilizzo. Le principali forme cristalline sono tre: α, β’ e β.

Le forme beta primo (o uno) e la beta sono fondamentali in questo settore:

• La forma alfa è una forma cristallina che ha l’apparenza di nastri di 5 micron molto fragili e casuali, sono i più instabili ed hanno una bassa temperatura di melting. Questa forma nel tempo tende ad assumere progressivamente la forma beta in tempi più o meno lunghi;
• I cristalli di tipo beta primo sono molto piccoli di circa 1 micron di lunghezza e raramente crescono di dimensioni, formano una sorta di rete molto compatta con molti punti di contatto tra di loro, e sono in grado di inglobare molte sostanze liqui