Lezioni di Tecnologia e formulazione dei prodotti alimentari

Effetti dei soluti nell'acqua

La pressione di vapore è uguale alla pressione atmosferica. Il punto di ebollizione può modificare in presenza di soluti così come il punto di congelamento (esempio cottura delle uova o della pasta). Questo perché abbiamo una modificazione del punto di ebollizione in funzione della presenza di soluti, così come abbiamo una modificazione del punto di congelamento. Se aggiungiamo soluti, abbiamo un innalzamento del punto di ebollizione e un abbassamento del punto di congelamento. È riferita all'acqua. Curva nera = solvente puro (acqua pura); la seconda curva, quella azzurra contenente dei soluti (soluzione) = dal grafico si può vedere come il punto di congelamento della curva azzurra viene abbassato, e come il punto di ebollizione della curva azzurra viene alzato. OSMOSI: è il movimento netto del solvente da un'area di più alta concentrazione del solvente (bassa concentrazione di soluti) adun'area a più bassa concentrazione di solventi (alta concentrazione di osmosi inversa, soluti). È presente una tecnologia, che opera in maniera opposta, utilizzata per essiccare i prodotti. EFFETTO DEI SOLUTI PRESENTI IN ACQUA In presenza di soluti si ha una diminuzione della pressione di vapore (pressione che viene misurata dalla liberazione di molecole dalla fase liquida alla fase vapore) perché si vengono a creare delle interazioni tra soluto e solvente (si libereranno meno molecole nelle fasi vapore). La pressione di vapore in una soluzione è più bassa della pressione di vapore del solvente puro. I soluti possono essere il sale, sale di acidi, acido acetico, acido proprionico, nitrati e nitriti, solfiti, che interagiscono con l'acqua e ne modificano le proprietà fisiche. Possono essere anche additivi conservanti. ATTIVITÀ DELL'ACQUA È un indice che va ad esprimere la disponibilità (ad essere solvente, veicolo, ecc.)

reattivo ecc) dell'acqua in un prodotto. Questo parametro (aw) è importante perché ci permette di prevedere l'alimento, quale sarà la stabilità di una matrice complessa come in relazione alla disponibilità dell'acqua che è presente in quella matrice. È un parametro che permette di stabilire una relazione tra deperibilità di un prodotto e contenuto in acqua. Possiamo distinguere 4 classi di prodotto in base all'attività dell'acqua e il ph. L'AW alimentare è un parametro fondamentale sia come indicatore tecnologico e sia come indicatore di sicurezza. (pershable = deperibile)

DEFINIZIONE TERMODINAMICA (AW)

L'attività dell'acqua è il rapporto tra la pressione di vapore delle molecole di acqua che lasciano una soluzione verso lo spazio di testa rispetto alla pressione di vapore dell'acqua pura, nelle stesse condizioni di temperatura. Esprime quindi la

La tendenza delle molecole di acqua di abbandonare l'alimento dalla fase liquida al vapore è un valore che va da 0 a 1 (acqua pura). Se viene moltiplicato per 100, viene espresso come Umidità relativa % (RH). È un parametro che viene misurato in laboratorio, e c'è la possibilità di creare delle ISOTERME di adsorbimento. Sono delle curve descritte su un piano cartesiano, dove abbiamo delle ascisse (x) l'aw che va da 0 a 1 e sull'asse delle ordinate (y) abbiamo il contenuto di umidità del prodotto. Queste isoterme sono delle curve sinusoidali che variano da prodotto a prodotto in funzione della T alla quale vengono misurate. Le ISOTERME DI ADSORBIMENTO sono costruite sperimentalmente, umidificando progressivamente un prodotto secco e si va a misurare il contenuto di umidità corrispondente all'aw.

Le ISOTERME DI DESSORBIMENTO: vengono costruite partendo da un prodotto

ricchissimo diacqua, essiccandolo progressivamente, facendogli perdere di acqua fino a un contenuto di umidità bassissimo. Sempre queste due curve descrivono il rapporto tra il contenuto in acqua in una matrice, e la disponibilità di acqua che è presente in questa matrice = spesso non coincidono. Spesso ci si riferisce sempre alle isoterme di ADSORBIMENTO.

L'eBook delle ISOTERME DI ADSORBIMENTO serve perché ci dà una indicazione sulla capacità di un ingrediente di adsorbire o desorbire acqua. Per conoscere il ruolo che può avere all'interno di un ingrediente. (grafico di una situazione semplice)

Situazione di un prodotto reale, possiamo avere una miscela di ingredienti con attività di acqua. Possiamo avere due o più attività dell'acqua diverse del prodotto. Questo può succedere a livello di sistema di ingredienti semplicemente solubilizzati in acqua oppure può succedere ad alimenti.

piùcomponenti come, ad esempio, saccottino ripieni di crema al limone, strudel ecc.con attività dell’acqua

Nel caso del saccottino abbiamo un alimento che è BICOMPONENTEdiverse. Altro esempio può essere un gelato industriale, che contiene cono e gelato sono dueattività dell’acqua.componenti a diversa Quello che ci si attende per far convivere questi dueè quello di avere una migrazione dell’acqua da una componente all’altra, perché icomponentisistemi non sono in equilibrio tra di loro.

Esempio di caramellaggi (prodotti a due componenti). Succede che nei caramellaggi ci sianocon un cuore che ha una componente più umida rispetto all’altra (elemento di coperturacaramelle si può avere una netta migrazione dell’umidità da una fase all’altra =della caramella è più secco),ma questo non succede.

Rappresentazione molto chiara di quello che può succedere quando

abbiamo un componente più secco rispetto ad un componente più umido. Le due ISOTERME DI ADSORBIMENTO sono diverse. Si può vedere che ad un certo valore di aw corrispondono delle umidità differenti. Il sistema si comporta con un trasferimento di acqua dal componente che ne ha di più a quello che ne ha di meno. (situazione di equilibrio) Altro parametro importante è la dipendenza delle ISOTERME DI ASSORBIMENTO dalla T. A parità di umidità l'aw è diversa. Cracker trattato a diverse temperature. Alzando la T ci sono delle modifiche della quantità di acqua nel prodotto. Dal punto di vista pratico significa che in una condizione non ottimale di stoccaggio o trasporto di questi cracker, a parità di umidità, io posso creare dei rischi di spoilage. Devo essere in grado di capire quale sia l'aw di un prodotto in andare a creare dei rischi di spoilage.

cracker a 35 gradi c'è una maggiore attività microbiologica e si rapporto con la sua stabilità. Supera il limite di danno fisico, che si traduce con una perdita di consistenza. Quando si deve riportare l'aw di un alimento ci si riferisce a un valore puntuale riferito all'ambiente, per cui l'umidità del prodotto e quella dell'ambiente sono in equilibrio. Di questi prodotti sono diverse le conservabilità e la stabilità: da 0,6 in poi occorre intervenire tecnologicamente per bloccare l'acqua e consolidare il rapporto strutturale tra l'acqua e le altre componenti. La relazione tra la stabilità è spiegata dal DIAGRAMMA DI KAREL. Esso è stato redatto negli anni '70 e mette in relazione l'aw con la velocità di reazione delle alterazioni che possono avvenire nell'alimento. Non sono riportate tutte le possibili alterazioni (solo a carico dell'alimento).

ma solole reazioni chimiche, enzimatiche, microbiche ecc) quelle piùDa ricordare: l'attività enzimatica viene bloccata a valori di aw inferiori afacilmente quantificabili.0.35, mentre l'imbrunimento non enzimatico subisce un forte rallentamento cinetico al di sotto divalori di aw di 0.2.Come creare una ISOTERMA? un'asse l'aw sull'altro il contenuto diÈ una curva sul diagrammma cartesiano che presenta su eumidità di acqua in un alimento. Il piano viene diviso in 3 zone:corrisponde ad un primo valore dell'isoterma fino a 0,25 di aw.-PRIMA ZONA: Sonoun'acqua fortemente legata:MONOSTRATO, si dice che è è acqua non disponibile e noncongelabile (a -40 gradi), detta anche acqua di solvatazione; le interazioni presenti sono quelle traacqua e ioni (tipo ionico), e le interazioni tra dipoli. I prodotti sono stabili, perché non puòpartecipare alle diverse reazioni. Quest'acqua ha il ruolocinetica sialza. Quando essicco un prodotto lo porto a un punto inferiore rispetto a quello del monostrato, in modo da renderlo conservabile. Questo valore varia per ogni prodotto e anche in base alla temperatura, ma è intorno allo 0.25. Se abbasso l'aw sotto lo 0.4-0.45, evito modificazioni fisiche indesiderate, come la presa in massa, per cui questo livello di aw viene definito limite di danno fisico. Oltre a controllare l'aw degli ingredienti (intervenendo con gli elementi di formulazione dell'essiccamento.prodotto), posso anche utilizzare Se essico un alimento, il suo contenuto di acqua ed diminuisce anche l'aw. L'aw viene abbassata, in un prodotto alimentare, con l'impego di umettanti, sono degli ingredienti che contribuiscono a far diminuire l'aw. Sono componenti di un alimento che possono essere naturali oppure possono essere degli additivi. In modo da rendere più stabile il prodotto. I più efficienti sono i soluti a basso peso.