Processi ed Operazioni Unitarie per tecnologie alimentari

COTTURA.

Infine, il pane subirà il processo di

raffreddamento, affettatura e

confezionamento. 55

5.5.1 Impastamento

È molto simile a quello della pasta (infatti la definizione è la stessa) ma a

differenza della pasta, nell’impastamento del pane a livello

fenomenologico mi interessa l’incorporazione dell’aria che è tipico della

lievitazione di tipo fisica.

Per quanto riguarda il glutine accadono gli stessi fenomeni visti nella

pasta (ponti di solfuro idrogeno ecc.)

La differenza sta anche nelle condizioni operative e nell’utilizzo delle

macchine e degli impianti.

Si lavora a temperatura ambiente (sennò porta a destrutturazione)

dai 10 ai 30 min, le macchine e gli impianti di interesse sono le impastatrici per pane (per formare un reticolo

proteico ben strutturato e tenace).

L’elemento rotante (aspo) si muove all’interno di un recipiente (bassina), sarà quella che genererà il

movimento e l’impastamento per formare la struttura.

A differenza della pasta in questo tipo di impastamento lavoriamo in discontinuo.

Nell’impastamento possiamo usare dei miglioranti delle farine (additivi).

Nell’immagine in bianco e nero è la visione al microscopio dell’impasto farina e acqua, le “ragnatele” è il

reticolo proteico ovvero il glutine, il nero invece è l’amido, questo reticolo proteico tiene tutto insieme

consentendo quindi lo sviluppo di aria nel prodotto.

La tenacia del reticolo proteico non solo ci permette di avere determinati volumi, migliorare la sofficità ma ci

permette anche di mantenere la struttura del prodotto anche in relazione all’uso (non vogliamo prodotti

friabili). Infatti, i prodotti che non hanno reticoli proteici (prodotti senza glutine) soffrono spesso di

polverizzazione.

5.5.2 Lievitazione

La lievitazione è un’operazione fondamentale (nel caso del pane) di trasformazione

chimica per azione microbica a carico di lieviti (Saccharomyces cerevisiae...) per

aumentare volume dell’impasto e formare un impasto lievitato.

L’aumento di volume dell’impasto è dato dall’attività dei lieviti, che per fermentazione

alcolica sviluppano etanolo e CO (è questa che genera aria) a carico degli zuccheri

2

fermentescibili presenti nell’impasto (attenzione in quanto l’amido non fermentescibile,

deve perciò essere precedentemente destrutturatodalle alfa – amilasi).

Le bolle di gas vengono trattenute dal reticolo proteico, causando l’aumento di volume

dell’impasto.

Le condizioni operative di temperatura per la lievitazione sono di 25 – 30 °C in ambienti

ad elevata umidità al 90% UR (I lievitazione 45 min – 4 h, II lievitazione 30 min – 3 h,

dipende dalla pezzatura) in questo modo il lievito si gonfia senza avere zone secche all’esterno.

L’eventuale ausilio di additivi supporta la fermentazione.

5.5.3 Cottura

La cottura modifica la struttura, cambia la composizione chimica e biologica di un prodotto crudo, così da

renderlo commestibile o più gradito e sicuro. La cottura ha assunto diverse terminologie (in forno,

arrostimento, grigliatura, bollitura, frittura ecc.), la differenza è legata al tipo di trasporto di calore che

generiamo su un solido/liquido alimentare. Quindi come distribuisco calore.

Ci sono 5 grandi tipologie di cottura:

Cottura in forno: a seconda di come usa il macchinario ho diverse cotture quelle propriamente dette

(pane), sottovuoto, arrostimento, tostatura. Richiede l’uso di aria calda, la distinzione sta come quest’aria

investe il prodotto; Cottura su piastra (cottura diretta); Cottura a MW; Cottura per estrusione (per

aumento di pressione); Cottura per immersione (utilizzo un liquido).

Per il pane ci interessa la COTTURA IN FORNO PROPIAMENTE DETTA. 56

5.5.3.1 Cottura in forno

Questa è un trasporto combinato sempre di calore e di materia (riscaldiamo e disidratiamo), la

combinazione di questi due determina una serie di fenomeni utili a carico delle componenti del prodotto tali

da fargli assumere le volute caratteristiche di prodotto cotto. La fenomenologia dipenda dalle caratteristiche

del fluido di servizio ovvero l’aria calda (temperatura, umidità relativa, velocità, tipologia di trasporto di

calore) e dalla composizione e struttura del prodotto crudo. Si può fare una distinzione:

- Cottura in aria con T >100°C (prodotti da forno)

- Cottura in aria con T <100°C (salumi cotti)

La soglia dei 100 gradi non è casuale, perché è la soglia di ebollizione dell’acqua a pressione atmosferica.

Quindi se uso dell’aria che ha una temperatura sopra i 100 gradi vuol dire che la disidratazione coinvolgerà

un po' di più o un po' di meno l’ebollizione dell’acqua (ad esempio nella produzione dei prodotti da forno).

Una soglia più bassa è perché non vogliamo avere una perdita di acqua così spinta come nel caso

precedente.

5.5.3.2 Cottura in forno con aria a T > 100°C

Se collochiamo in forno un impasto crudo e lo

appoggiamo in un vassoio o all’interno di una

forma, l’aria riscalda la superficie del prodotto

(per convezione) e la superficie del prodotto

riscalda le parti più interne (per conduzione).

Succede però che l’aria calda non solo riscalda il

prodotto ma anche il supporto su cui poggia il

prodotto, la porzione di prodotto a contatto con il

supporto (vassoio, stampo, piastra) non si

riscalda per convezione ma per conduzione; lo

stampo infatti riscalderà la superficie del

prodotto, quindi il trasporto di calore in alcune

zone vedrà coinvolta un contatto

che comporta quindi qualche differenza.

L’aria però riscalda anche le pareti del

forno; dove si emette energia radiante per

riscaldare la superficie del prodotto,

è quindi presente anche l’irraggiamento.

A seconda della T questi effetti saranno

diversi. Questo trasporto di calore influenza

anche il trasporto di materia, ovvero

spostare/disidratare acqua (dall’interno, alla superficie all’esterno).

Per comprendere, studiare e mettere in relazione i diversi tipi di trasporto di calore che avvengono durante la

cottura, analizziamo il grafico che riporta la variazione della temperatura durante la cottura.

Nel grafico vediamo diverse temperature e diversi tempi, la prima funzione a T dell’aria di 200 °C indica la

variazione di temperatura di tutto l’impasto in relazione al tempo, le funzioni sottostanti invece sono

variazioni di temperatura di determinate porzioni dell’impasto in relazione al tempo.

Le prime due funzioni misurano la T alla superficie (impasto più vicino all’esterno), la prima si riferisce alla

superficie del prodotto a contatto con l’aria, mentre la seconda si riferisce alla temperatura del prodotto a

contatto con lo stampo.

Le altre due sono misure della temperatura all’interno dell’impasto quindi lontano dalla superficie, la prima

si riferisce a 1 cm dalla superficie, mentre la seconda si riferisce al centro dell’impasto ovvero il punto più

freddo (il centro del campione). 57

In questo grafico notiamo l’andamento della cottura di una miscela di

farina acqua superiore a 100°C.

La prima curva riguarda la superficie; la seconda riguarda, ciò che

avviene appena sotto la superficie; l’ultima ciò che avviene all’interno.

La superficie avrà un incremento molto rapido di temperatura e in

maniera regolare (senza scalini), la curva supera i 100°C e si

porta vicino alla temperatura dell’aria. Appena al di sotto della

superficie il profilo di T sale e poi sta fermo, dopo un po'

ricomincia a salire (ho quindi uno scalino a 100°C).

Nel punto più sfavorito abbiamo una fase di latenza e poi si

fermerà a 100°C.

Possiamo concludere affermando che tutto ciò che avviene

sopra i 100°C avrà un effetto importante in termini di

disidratazione (crosta sulla superficie), mentre quelle che è a

100°C è un momento di perdita di acqua per ebollizione (platue

seconda curva), motivo per cui poi la crosta inizia a diventare

più spessa.

L’interno invece arriverà a 100°C ma non li supererà.

Nel secondo grafico notiamo l’andamento della mollica a due

cm dalla crosta. L’andamento che notiamo è una crescita e un

evidente mantenimento sulla T dei 100 °C, per poi abbandonare

la T di 100 (diventerà crosta anche la zona appena sotto la

superficie.

Nel terzo grafico notiamo la variazione dell’umidità.

Lo strato superficiale diminuisce l’umidità arrivando quasi

a completa disidratazione dell’acqua.

Nella mollica l’umidità non cambia, quindi non si disidrata.

Il quarto grafico riguarda la variazione dello spessore della crosta nel tempo.

Anche qui notiamo due andamenti. Una riguarda la crosta a contatto con l’aria e l’altro si riferisce alla crosta

a contatto con il recipiente di cottura.

5.5.3.3 Fenomenologia della cottura di un impasto

Una volta introdotto l’impasto di farina e acqua, ciò che si genera è un trasporto di calore sulla superficie del

prodotto, aumentando la temperatura della superficie, si genera una differenza di temperatura tra la

superficie e l’interno. L’interno si riscalderà con un trasporto di calore conduttivo non stazionario verso

l’interno del prodotto (in maniera molto lenta).

Simultaneamente, in condizioni non stazionarie, si verifica un trasporto conduttivo di materia

(evaporazione), tra le superficie del prodotto e l’aria e una ridotta diffusione di acqua verso la superficie.

Quando la superficie raggiunge i 100°C la disidratazione avviene istantaneamente per ebollizione, portando

alla completa disidratazione della superficie.

In particolare, succede che la superficie

disidratata torna ad aumentare di temperatura e

difronte all’evaporazione a 100°C regredisce

nello strato sottostante. L’interno avrà lo stesso

fenomeno ma arriva a100°C e non incrementa la

temperatura (motivo per cui non cambia

l’umidità). Questi fenomeni di calore e di materia

diversificano uno strato disidratato (crosta), uno

strato umido (mollica) e un fronte intermedio di

evaporazione (zona di contatto/rottura tra crosta e mollica). 58

Nel caso in cui non mi interessa avere un interno umido (biscotti), ma un prodotto completamente secco, il

fenomeno non cambia. Ciò che cambia è l’entità e la velocità dei fenomeni. Avremo sempre comunque ben

evidenziate le tre zone (nel caso del pane, nei biscotti sono due in quanto non ho mollica).

Ad esempio, nei biscotti mi interessa trasformare “tutt