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Tecnologia della formulazione dei prodotti alimentari - Appunti

Appunti di Tecnologia della formulazione dei prodotti alimentari per l'esame della professoressa Piazza su: principi di tossicologia alimentare. Dose Giornaliera Ammissibile degli additivi. Limiti massimi di residui.
Definizioni, requisiti, funzioni e campi di applicazione degli additivi alimentari. Principali classi di additivi. Aromi. Coadiuvanti tecnologici. Fattori tossici naturali. Residui... Vedi di più

Esame di Tecnologia della formulazione dei prodotti alimentari docente Prof. L. Piazza

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ESTRATTO DOCUMENTO

• Flavanoli

• Flavononi

• Flavonoli

• Pro antocianine

Isotiociananti: sono i solforati

Minerali:

• Calcio

• Magnesio

• Potassio

• Selenio

Acidi fenolici:

• Acido caffeico e ferulico: il caffè è una potente risorsa di antiossidanti

Steroli:

• Liberi

• Esteri di steroli

• Riducono il rischio dei danni alle coronarie

Prebiotici:

• Inulina

• Frutto-oligosaccaridi

• Polidestrosio

• Migliorano la salute gastrointestinale assorbendo il Ca.

Probiotici:

• Lattobacilli, bifido batteri

• Migliorano la salute gastrointestinale e il sistema immunitario

Alcune sostanze chimiche o componenti non vengono usati nella loro forma pura.

SCIENZA SUI MATERIALE DEGLI ALIMENTI

La scienza sui materiali degli alimenti studia le proprietà e le relazioni della struttura.

PROPRIETA' DEGLI ALIMENTI

• Trasferibili

• Sensoriali e fisiche

• Bioaccessibilità dei nutrienti 

Stabilizzanti, addensanti, gelificanti (E400) Ruolo funzionale hanno origini diverse e danno

struttura, stabilità e qualità edibili destinate ai consumatori.

Di questi fanno parte:

• Amido

• Gelatine

• Cellulosa

• Gomma di semi

• Alghe

• Polisaccaridi microbici

Il prodotto è caratterizzato da una combinazione di agenti strutturanti (effetto sinergia).

Funzionalità:

• Gelanti

• Inspessenti

• Stabilizzanti di sospensioni

• Agenti di palatalità (effetto in bocca)

• Stabilizzanti

• Formazione di pellicole

• Auto agglomeranti

• Testurizzanti

• Leganti d’acqua

• Stabilizzanti del sistema durante il congelamento-scongelamento

• Estensione della shelf-life

• Agenti che controllano l’espansione del gas nel sistema

• Sostituti dell’uovo

• Emulsionanti: aggiunti ad ingredienti liquidi per stabilizzare la miscela. Sono utilizzati per

prevenire la separazione e per rendere appetibile il prodotto migliorandone la resistenza e la

texture.

I sistemi standard sono combinazioni di almeno due ingredienti secchi in sinergia con una texture

distintiva per ogni tipo di applicazione.

I sistemi composti sono dati dall’unione di vari additivi per ottenere caratteristiche specifiche già

predefinite.

Sono usati per:

• succhi di frutta

• prodotti da forno

• carne

• derivati del latte

Prodotti o alimenti funzionali: processati per avere effetti benefici sulla salute o promuovono effetti

autistici o prevengono malattie.

Sono molto diversi dagli ingredienti funzionali che invece sono legati all’aspetto tecnico, fisico e

produttivo.

La strutturazione di un alimento può essere rappresentata su un piano cartesiano, con la grandezza

in x e il tempo in y. 

Le più basse sono le reazioni chimiche, a salire chimica macromolecolare strutture auto

  

assemblate fasi disperse ingegneria di processo prodotto reale e finito.

È importante capire le relazioni tra formulazione, struttura e attività del prodotto (tecnologia di

formulazione).

La scienza dei materiali alimentari permette di legare le caratteristiche sensoriali, chimiche, di

trasporto, dei nutrienti di prodotti alimentari.

SISTEMI DISPERSI E/O COLLOIDALI

sistema in cui uno stato è finemente disperso nell’altro sistema.

La natura e le caratteristiche della dispersione sono strettamente legate alla dimensione delle

particelle solide disperse.

I solidi possono essere dispersi sotto varie forme.

Possono essere:

• soluzioni

• dispersioni colloidali

• Sospensioni

COME POSSIAMO CLASSIFICARLI?

− per la dimensione.

− Con il metodo di separazione della particella dal solvente.

− Visibilità della particella sospesa.

− In funzione della dimensione della particella che si muove per meccanismo diverso

( cinetica, brrowniani, convettivi.

− Luce; tyndall le dimensioni sono grandi e deviano il raggio di luce.

Sono anche influenzati dai moti browniani a corto raggio dettati dall’energia termica, più aumenta

la temperatura più aumentano i moti.

I sistemi citati sono indipendenti tra di loro e non sono stabili.

Una proprietà dei sistemi colloidali è il rapporto con la luce (effetto tyndall); è un effetto ottico per

cui se le particelle del sistema colloidale sono abbastanza grandi deviano il raggio luminoso che le

colpisce, rendendo il sistema più o meno opaco (importante per le bevande).

Se decresce la dimensione aumenta il numero di particelle a parità di composizione, come

conseguenza aumenta l’area di contatto interfacciale.

DISEGNO

Nei colloidi liofili le particelle hanno alta affinità per il solvente (se il solvente è H2O), quindi sono

presenti forti energie attrattive e il sistema è stabile.

Le particelle non tendono ad aggregarsi l’una all’altra e il colloide è stabilizzato dalla solvatazione

delle particelle e si ha una forte tensione interfacciale.

Nei colloidi liofobi (es. gomme in acqua) le particelle colloidali non hanno affinità per il solvente;

nel colloide le particelle subiscono forze gravitazionali e di diffusione termica (moti browniani).

Il vero responsabile della stabilità è la zona dell’interfaccia tra la zona continua e dispersa

(caratteristiche e composizione dell’interfaccia).

Variando l’area di contatto varia la stabilità del sistema.

TENDENZA ALLA ROTTURA:

• 

liofobo: bassa tensione interfacciale forze che agiscono sull’interfaccia

• 

Liofilo: alta tensione interfacciale forze che rompono i vari sistemi colloidali

COLLOIDI IDROFILICI: tipicamente formati da grandi molecole organiche che diventano idratati

(solvatati). Sono termicamente stabili nella loro forma solvatata. Presentano nelle molecole gruppi

ionizzabili che le trasformano in macroioni quando sono in soluzione. Sono agglomerati di colloidi

idrofilici ilo che comporta l’aggiunta di una grande quantità di ioni che competono con i colloidi per

le molecole di acqua così da portare alla deidratazione delle particelle colloidali.

COLLOIDI IDROFOBICI: sono costituiti da piccole particelle colloidali aventi poca o nessuna

affinità con l’acqua. La stabilità a causa della presenza di una carica che attrae altre specie ioniche

presenti in acqua provoca la formazione di uno strato elettricamente carico attorno alle particelle

colloidali. Sono termo dinamicamente instabili: se il livello di carica viene rimosso queste particelle

tendono ad agglomerarsi spontaneamente.

DOPPIO STRATO ASSOCIATO CON PARTICELLE COLLOIDALI:

• Se una particella colloidale è elettricamente carica attrae ioni e altre particelle colloidali di

segno opposto.

• Attaccato da forze elettrostatiche per lo strato di particelle colloidali forma un primo strato

interno di cariche

• Le particelle e gli ioni di segno opposto formano un doppio strato elettrico.

• Ulteriori ioni di segno opposto a quello della particella colloidale si accumulano anche

vicino allo strato di Stern strato di ioni vicino alla particella.

PUNTO ISOELETTRICO

quando le particelle colloidali sono in presenza di ioni opposti diventano elettricamente neutre. Al

punto isoelettrico le particelle hanno un forte potenziale di agglomerazione.

SISTEMI STABILI.

Nel corso del tempo i prodotti devono mantenere le caratteristiche qualitative che hanno nel

momento della loro produzione.

Dobbiamo quindi rendere i sistemi stabili.

I sistemi di stabilità sono:

• Termodinamica: fisica

• Cinetica: nel tempo

I sistemi colloidali hanno una loro dinamica, movimenti su piccola scala dovuti a forze termiche

casuali che mettono in movimento la molecola.

Questi movimenti si possono calcolare con il cammino medio, dipendente dal tempo (Einstein):

Ex = √ (2Dt) oppure (2Dt) ^ ½

t = tempo; D = coefficiente di diffusione locale

Sono stabilizzati con:

• Cariche (interazioni elettrostatiche): il colloide può sviluppare una sua carica superficiale in

base alla soluzione in cui si trova. Si organizza attorno al primo strato di carica uno strato

elettrico di carica opposta (contro ioni) detto Strato di Stern

• Bilancio tra forze attrattive e repulsive: le particelle colloidali si attraggono o si respingono.

Un sistema colloidale stabile è quello in cui le particelle resistono alla flocculazione o

all’aggregazione e hanno una lunga shlef-life. È dipendente dall’equilibrio delle forze repulsive e

attrattive.

TEORIA DLVO

DLVO: teoria che descrive la stabilità del sistema in funzione delle forze attrattive e repulsive che

agiscono sulle particelle.

Vt: energia totale di attrazione

Va: energia attrattiva forze di Van der Waals

Vr: energia repulsiva forze elettrostatiche

Vs: energia potenziale dovuta al solvente

Vt = Va + Vr + Vs

Va e Vr possono avere segno opposto

L’energia netta è data dalla somma delle forze A e R.

La stabilizzazione è determinata dalla somma delle forze attrattive e repulsive quando le particelle

si avvicinano l’una all’altra con moti browniani.

Se le particelle non sono stabilizzate, le forze attrattive sono più forti e le particelle collidono.

Stabilità dei colloidi: un tipico esempio di colloide sono le emulsioni: è una dispersione liquido in

liquido, dove non c’è miscibilità tra le due fasi.

Le particelle in una dispersione colloidale può aderire ad un altro e formare aggregati,

successivamente queste possono aumentare di volume e diventare stabili influenzate dalla gravità.

Nella forma iniziale l’aggregato è chiamato fiocco e il processo flocculazione.

Se l’agglomerato diventa più denso può avvenire la coagulazione. È separato per sedimentazione o

creaming (se è meno denso del mezzo). La coagulazione è irreversibile, la flocculazione invece può

essere reversibile.

Nei sistemi alimentari i due elementi sono sempre acqua e olio (dove si trova sempre l’interfaccia

che separa le due fasi); si presenta come un sistema disomogeneo.

Possono essere qualificate grazie all’analisi dell’immagine della fase dispersa (praticamente grazie

a dei software è quantificato lo stato del sistema; poche gocce di grosse dimensioni contengono la

maggior parte di fase dispersa).

La frazione volume: è il rapporto fra il volume totale della fase dispersa e il volume totale

dell’intero sistema.

Il simbolo utilizzato è Ф (fi) e questo valore è tanto più basso tanto più il sistema è disordinato (si

trova meno fase dispersa).

Due meccanismi di stabilità della dispersione per evitare agglomerazione

REPULSIONE STERICA: prevenire che le superfici delle particelle entrino in stretto contatto.

Termodinamicamente stabile. Insensibile agli elementi, efficace in dispersione acquose e non,

efficace ad alte e basse temperature, possibile flocculazione reversibile

STABILIZZAZIONE ELETTROSTATICA: è un effetto di un’interazione di particelle a causa

della distribuzione delle specie cariche nel sistema. cineticamente stabile

Se le forze repulsive sono significative le particelle colloidali non saranno in grado di entrare in

stretto contatto per agglomerare quindi, per la presenza di forze di attrazione, coaguleranno.

DESTABILIZZAZIONE MECCANICA:

dipende dal tipo di sospensione colloidale:

• Repressione del doppio strato

• Neutralizzazione delle cariche dei colloidi per assorbimento di controioni sulla superficie

del colloide

• Ponte di particelle colloidali tramite aggiunta di polimeri

• Repressione del doppio strato ottenuta aumentando la forza ionica della soluzione.

CHE COSA O CHI è RESPONSABILE DELLA VISCOSITA' DEL SISTEMA?

Tanto è più alta la fi tanto più elevata è la viscosità del sistema.

COME VARIA LA RELAZIONE TRA VISCOSITA' E VOLUME?

La viscosità dipende da ciò che è disperso:

η / ηo = 1+2,5 Ф η = viscosità totale del sistema; ηo = viscosità della sola fase continua.

Se si deve far fluire l’emulsione in un impasto perché serve per una farcitura, si dovranno conoscere

le caratteristiche di flusso dell’emulsione: tante più goccioline sono presenti nel sistema tanto più il

flusso è lento perché c’è più volume della fase dispersa (quindi c’è più resistenza al flusso).

MECCANISMI D'INSTABILITA':

• Affioramento (creaming): instabilità del sistema che porta all’affioramento della fase

dispersa; ad esempio nella produzione del grana le particelle affiorano a causa di due forze:

1. principio di Archimede 

2. legge di Stokes-Einstein: Vs = d^2Δρg/18 ηc Vs è la velocità di Stokes

L’instabilità deriva dalla dimensione delle particelle e delle caratteristiche fisiche reciproche

della fase continua e dispersa (che nel caso del Grana sarebbe la diversità delle due fasi).

• Flocculazione

• Coalescenza

• Metodi combinati

DISEGNO EMULSIONI

Emulsioni: dispersione di un liquido in un secondo liquido, in gran parte liquidi immiscibili.

COMPOSIZIONE CHIMICA:

strato interfacciale essenziale per stabilizzare l’emulsione.

Le goccioline di grandi dimensioni contribuiscono maggiormente all’instabilità.

VISCOSITA' EMULSIONE

Frazione in volume: Ф = volume totale della fase dispersa / totale volume del sistema. Un aumento

della viscosità della fase continua ritarda la coalescenza e flocculazione

MECCANISMI D'INSTABILITA':

• Affioramento (creaming): instabilità del sistema che porta all’affioramento della fase

dispersa; ad esempio nella produzione del grana le particelle affiorano a causa di due forze:

1. principio di Archimede 

2. legge di Stokes-Einstein: Vs = d^2Δρg/18 ηc Vs è la velocità di Stokes

L’instabilità deriva dalla dimensione delle particelle e delle caratteristiche fisiche reciproche

della fase continua e dispersa (che nel caso del Grana sarebbe la diversità delle due fasi).

• Flocculazione

• Coalescenza

• Metodi combinati

CREAMING 

Stabilità dei sistemi dispersi: emulsioni in questi sistemi agiscono 2 forze:

• Forze d’interazione: si contrappongono alle forze di repulsione; sono forze di Van der Waals

che portano all’avvicinamento di superfici originariamente distaccate dalla dispersione.

• Forze di repulsione: repulsivo o attrattivo dipende dal segno della carica.

Queste due forze contribuiscono alla stabilità del sistema (legge DLVO) collaborano all’interazione

elettrostatica variando la carica del sistema.

L’interazione elettrostatica funziona su lungo raggio e diventa sempre più debole man mano che ci

si allontana nel sistema.

Per stabilizzare il sistema si può attuare un intervento sterico attraverso l’utilizzo di sulfattanti, cioè

molecole che hanno stabilità di superficie. I surfattanti

sfavoriscono la coalescenza della fase dispersa.

sono ingredienti con tante proprietà funzionali e nelle emulsioni emulsifica.

I sulfattanti/tensioattivi sono particelle piccole che hanno una larga area superficiale. La superficie

ha energia associata per la loro tensione interfacciale. Le dispersione tenderanno ad aggregarsi per

ridurre l’area interfacciale. Le proteine e le piccole molecole superficiali assorbono la superficie

riducendo la tensione superficiale e aumentando la stabilità.

Sono ampiamente utilizzati come emulsionanti, detergenti per solubilizzare, lubrificanti, ausili per il

recupero del petrolio e la dispersione, la catalisi e la lisi cellulare.

Una delle proprietà fondamentali di un tensioattivo è l’abilità di formare micelle: associazione di

molecole che si formano sopra una certa concentrazione di tensioattivo. Sono dipendenti dalla

temperatura.

Gli emulsionanti hanno diverse caratteristiche chimiche se usati per acqua-olio o per olio-acqua.

I sulfattanti possono agire nella schiuma:

• Stabilizzano la fase gas all’interno di un liquido

• Possono contribuire alla formazione di cristalli di lipidi

• Possono essere usati come agenti bagnanti, solubilizzanti

• Hanno la capacità di legarsi a due macromolecole che sono l’amido (dove aiuta a formare

strutture complesse) e le proteine (dove modifica le loro proprietà).

• Possono essere detergenti che sono molecole che hanno attività di superficie perché

rimuovono le parti solide.

Sono molecole con composizione chimica che conferisce netta distribuzione tra la parte

lipofilica (coda) e la parte idrofilica; si collocano in modo da rispettare la loro natura

chimico-fisica.

Si posizionano sull’interfaccia acqua-non acqua, la coda nella fase non acqua che in caso di

una schiuma è l’aria.

Se l’emulsione è acqua-olio, la molecola si dispone con la coda idrofobica in olio e la testa

in acqua.

L’unico parametro che descrive lo stato di un’interfaccia è il parametro di tensione interfacciale:

permette di sapere se ci sono delle situazioni dove si creano tensioni a livello di superficie ovvero

situazioni di squilibrio di carica.

Le molecole di sulfattante vanno a bilanciare lo sbilanciamento di carica riequilibrando lo stato

elettrico di superficie, quindi abbassa la tensione che si era creata.

LA TENSIONE SUPERFICIALE

è indicata con γ, sarebbe l’energia dell’interfaccia ed è riferito come coefficiente angolare di una

retta.

La tensione interfacciale è proporzionale all’energia superficiale (Y) e all’area di contatto tra le due

fasi (X).

ΔG = γΔA

Le sue unità di misura possono essere:

• J/m^2 = energia da fornire per aumentare un’unità di superficie

• N/m = forza su unità della lunghezza e dell’interfaccia

ΔG è tanto più elevato quanto più elevato è lo squilibrio.

Se si vuole aumentare l’area di due fasi immiscibili, si deve fornire al sistema una certa ΔG

(energia) che sarà tanto più elevata quanto maggiore, è la tensione superficiale e interfacciale.

Tanto più l’area di contato è grande tanto più stabile è l’emulsione.

Proprietà elastiche: nascono dallo sbilanciamento di forze (ecco perché un insetto può galleggiare

sott’acqua ma se all’acqua si aggiunge un sulfattante come il sapone si abbassa la tensione

superficiale e l’insetto affonda perdendo l’acqua le sue proprietà elastiche).

Le forze superficiali diminuiscono con la diminuzione della temperatura perché diminuiscono i moti

browniani.

I sulfattanti tendono a creare una struttura coesa che contribuisce all’abbassamento della tensione

superficiale.

Es. per rompere 1 cm di acqua quando questa ha una tensione superficiale a 23°C/72 dymes ho

bisogno di 72 dynes.

Riassumendo:

• I sistemi acqua-olio e olio- acqua hanno maggiore tensione superficiale

• I sulfattanti abbassano la tensione superficiale e questo significa che è richiesto meno lavoro

per creare delle interfacce

Esempi di emulsioni sono:

• Lecitina (uovo): è un emulsionante naturale. È costituita da trigliceridi dove un acido grasso

è sostituito da un gruppo fosforico al quale a sua volta è legata con un legame estere una

molecola più complessa oppure un semplice atomo di H. ha un duplice quando acqua e

grasso sono presenti entrambi: la lecitina si dispone tra l’uno e l’altra, diminuendone

l’incompatibilità, in altre parole emulsionandosi.

• Senape che svolge attività emulsionante perché all’interno c’è un mucillageno ovvero un

carboidrato che protegge il seme e funge da emulsionante.

• Proteine

• Altri composti a basso pm

L’attività emulsionante si può ottenere con un ingrediente con attività emulsificante o con un

emulsionante.

Esistono altri sulfattanti più complessi e sono quelli polimerici con:

• Scheletro della molecola (catena polimerica) che supporta zone che sono meno solubili;

praticamente la sequenza dei polimeri è solubile in acqua ma interrotta da parti meno

solubili.

Sono ingredienti semplici o complessi che svolgono attività superficiale ma che stabilizzano il

sistema in modo diverso:

• Molecole a basso pm e lipidi: stabilizzazione sterica

• 

Proteine: stabilizzazione sterica differente le proteine si collocano all’interfaccia creando

una struttura che stabilizza l’interfaccia (le proteine si legano tra di loro come una rete).

La tendenza a organizzarsi in strutture micellari o vescicole si verifica solo dopo aver superato una

certa concentrazione chimica chiamata CMC che dipende dalla temperatura.

È un parametro che può contribuire alla selezione del sulfattante.

HLB:

indice di quanto è idrofobico il sulfattante (hydrophilic/lipophilic balance).

È una scala che va da 1 a 20, più il valore è basso più è sbilanciato tra idrofilica e lipofilica (se 1-4

non è disperdibile in acqua).

Usato per selezionare l’appropiato emulsionante per un particolare tipo di alimento o bevanda.

La lecitina di soia ha un valore HLB di 8 ciò significa che è più orientata verso sistemi lipofilici.

I tensioattivi:

• a = area della testa polare = dimensioni della molecola + controioni

• l = lunghezza della coda idrofobica lineare

• v = volume = testa + nuvola di controioni

In soluzioni con differenti forze ioniche possono aumentare o diminuire la loro dimensione in base

a come sono schermate le cariche.

Tensioattivo non ionico (es. alcol): le dimensioni sono date dal gruppo OH + legame idrogeno.

Le dimensioni possono variare con la temperatura, perché questa influenza il legame idrogeno.

FORME DELLE MICELLE

SDS : sodio-dodecil-solfato (12C)

Formule per una micella:

N = numero di aggregazione = 4πR^2/a oppure 4/3πR^3/v

R = raggio = 3v/a ≤ l

v/a*l ≤ 1/3

g ≤ 1/3 Micella sferica; fattore di formazione

g SDS ≈ 1/3 In soluzione (senza forza ionica) fa micelle sferiche con N=80

Testa anionica più grande e testa cationica più piccola creandosi così un cilindro:

N= 2πRl/a oppure N= πR^2l/v

R= 2v/a ≤ l

g 1/3 ≤ g ≤ ½

R non dipende da l

In soluzione si comportano come polimeri, aumentano la viscosità della soluzione.

Doppio strato g ≥ 1/3

Micella inversa g ≥ 1 

Emulsioni: acqua + olio + tensioattivo + forza meccanica (centrifugazione) Le gocce di olio

entrano nelle micelle.

Due goccioline d’olio (con micelle) tendono ad attaccarsi.

Così piccole si muovono con moti browniani (trascurabili) e per gravità.

 

Questo è evitato con l’uso di tensioattivi (o/w creaming, olio più leggero ; w/o

sedimentazione, acqua più pesante).

EFFETTO MARANGONI

(bolle di sapone): stabilizzano e mantengono la tensione superficiale, se arriva un’altra bolla

tendono a portarsi nella zona di collisione dove non c’è spazio per il tensioattivo.

PRESSIONE DI LAPLACE:

ΔP = N/m^2 Pa

γ = N/m

r = m

ΔP = 2 γ /r

r = raggio ; P = centro ; γ = parte del cerchio

Emulsione P1 > P2 (perché più piccola)

Le gocce più piccole tendono a diventare sempre più piccole e quelle più grandi tendono ad essere

sempre più grandi, fino ad ottenerne una sola cioè una divisione delle fasi (ostwald ripening).

Se si ha una micella e si inserisce un alcol (piccolino) si allarga la curvatura e si crea un buco dove

si inserisce l’alcol (co-sulfattante).

Questo aiuta il tensioattivo nella sua tensione superficiale.

Microemulsioni: sono quasi stabili per sempre, più piccole del micron. Miscela di olio,acqua e

superficie contaminata da aggregazioni colloidali. Termo dinamicamente stabile e trasparente.

Nano emulsioni: due liquidi immiscibili in un liquido. Termo dinamicamente instabile e trasparente.

Stabilità dell’emulsione: capacità di resistere ai cambiamenti delle proprietà. Determina la shelf-life

e i processi di emulsioni alimentari.

Ingredienti funzionali:

• una superficie attiva di molecole che assorbono olio in acqua e formano una membrana

protettiva.

• Stabilizzante: favoriscono la stabilità delle emulsioni.

GEL

una forma della materia intermedia fra solido e il liquido

LEGGE DI STOKES

CLASSIFICAZIONE DEI GEL:

• Meccanismi di legame che intervengono nella formazione del network polimerico

• Tipo di struttura del notwork

• Gel sintetici: cross-link sono forti legami covalenti.

• Gel alimentari: le zone di giunzione sono formate da legami deboli.

MECCANISMI DI FORMAZIONE:

• Fishing nets: formati da catene lineari flessibili legate da legami covalenti.

• Gel fidici termo reversibili, formati dalla parziale cristallizzazione delle catene o transizioni

conformazionali.

• Strutture a egg-box formate da zone di giunzione per complessazione ionica nella quale un

catione divalente rea un ponte fra due filamenti del polimero

• Gelo colloidali o particellari che consistono di filamenti o aggregati sferici più o meno

complessi.

ALTRI CRITERI DI CLASSIFICAZIONE DEI GEL:

• Composizione del network o delle fasi presenti

• Ruolo del calore nella formazione o nei confronti della stabilità

• Trasmissione della luce. IDROCOLLOIDI

Idrocolloidi: sono polimeri strutturanti, creano dei sistemi dispersi (gel) in cui l’acqua viene

strutturata per opera di polimeri in grado di creare una specie di impalcatura.

Oggi si utilizza il termine idrocolloide o gomma alimentare per indicare un sistema colloidale a

base di acqua.

Sono macromolecole solubili in acqua e hanno peso molecolare alto, legano una notevole quantità

di acqua modificando la reologia del sistema acquoso nel quale è disperso, cioè ne modifica il

comportamento del sistema acquoso quando questo è sottoposto a sollecitazioni meccaniche.

Si dividono in:

• polisaccaridi: estratti da alghe, piante superiori o di origine microbica. Possono essere

omopolimeri, etero polimeri, cationici o anionici e possono presentare gruppi solforati nella

catena. I carboidrati sono polimeri di tipo glicosidico con unità monomeriche ripetute

• Proteine: collagene (proteina di origine animale) e altre proteine minori.

Questi in gradienti vengono commercializzati in polveri che devono essere trattate adeguatamente

per esplicare al meglio le proprie funzioni.

Queste polveri devono disperdersi senza formare grumi che farebbero perdere beneficio strutturale,

e dare una completa saponazione delle macromolecole, per permettere lo svolgimento della sua

funzione.

Possono avere funzione:

• Gelante: strutture con maggior numero di giunzioni tra le catene polimeriche

• Addensante: non riescono a creare interazioni tra le varie catene ma aumentano la viscosità

del liquido in cui si trovano.

TABELLA

Queste polveri svolgono un ruolo funzionale solo quando vengono a contatto con l’acqua, per

questo è importante che la incontrino completamente.

Si usano quindi mescolatori ad alto o basso shear ( grado di rimescolamento).

Si possono anche usare gli ultrasuoni perché i polimeri non solubilizzano facilmente.

La loro solubilità dipende dalla temperatura, utile per distinguere gli idrocolloidi in famiglia in

modo tale da poter individuare il range al quale lavorare.

• Pectine: l’intervallo di solubilità vada 10 a 90°C, è una grossa famiglia e quindi si

sceglieranno quelle più opportune per il tipo di processo

• Carragenine: usate per il gelato, vi fanno parte tre categorie che hanno diversa solubilità in

base alla temperatura alla quale si usano anche se hanno tutte la stessa struttura di base:

1. iota: 2SO4 ogni 2 zuccheri, è lineare, solubile a temperature più fredde, forma gel a

50-60°C elastico, che non si rompe, termo reversibile, tixotropico, non dà origine a

sineresi e si usa insieme alle proteine

2. K: un SO4 ogni due zuccheri, è lineare, poco carico, solubile a caldo, forma gel a 45-

50°C forte e fragile, termo reversibile e può dare origine a sineresi.

3. lambda: 3SO4 ogni due zuccheri, è molto carica, solubile a freddo, non forma gel,

usata in sinergia con la caseina, ha azione ispessente.

• Gomma di carruba: solubilizza sopra gli 80°C

• Gomma di guar, di xantano: utilizzate non oltre i 30°C

Una volta che queste polveri vengono aggiunte si ha una macromolecola idratata.

Per ottenere una situazione perfetta ci sono dei trucchi tecnologici che fanno in modo che la polvere

di idrocolloidi sia disciolta efficacemente (ovvero se ogni particella è un’entità individuale nella

miscela).

La saponazione delle particelle è favorita da:

• Impiego di idrocolloidi con elevate dimensioni particellari

• Dispersione iniziale in un altro liquido diverso dall’acqua, in cui l’idrocolloide è meno

solubile (sciroppo di glucosio) in modo da evitare i grumi

• Per miscelazione dell’idrocolloide con un altro ingrediente in polvere utilizzato nella

miscela, per evitare che ci sia una presa in massa al momento del contatto con l’acqua

• Porre l’idrocolloide a contatto con l’acqua con violenta agitazione per evitare la formazione

di grumi.

Nel momento in cui si porta l’idrocolloide in soluzione possono succedere due cose:

• Se sono costituiti da una macromolecola che non reticola la loro presenza ha solo lo scopo di

ridurre la mobilità del sistema addensa

• Se sono in grado di dare origine a una rete tridimensionale, si ha la formazione di un gel

Nelle miscele in cui sono presenti entrambe le proprietà si avrà una stabilizzazione a lungo termine.

N.B. solo l’amido gelatinizza tutti gli altri polimeri gelano.

Se il polimero presenta più cariche elettriche uguali nella catena e ramificazioni, ne aumenta la

solubilità ma decresce la reattività intermolecolare addensante

Se nel polimero si hanno cariche differenti e una struttura lineare, diminuisce la solubilità ma

aumentano i legami intermolecolari gelanti


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DESCRIZIONE APPUNTO

Appunti di Tecnologia della formulazione dei prodotti alimentari per l'esame della professoressa Piazza su: principi di tossicologia alimentare. Dose Giornaliera Ammissibile degli additivi. Limiti massimi di residui.
Definizioni, requisiti, funzioni e campi di applicazione degli additivi alimentari. Principali classi di additivi. Aromi. Coadiuvanti tecnologici. Fattori tossici naturali. Residui da trattamenti agronomici e da pratiche di lavorazione. Contaminanti ambientali. Legislazione inerente gli additivi, gli aromi, l’etichettatura dei prodotti alimentari e i contaminanti.


DETTAGLI
Corso di laurea: Corso di laurea in scienze e tecnologie alimentari
SSD:
Università: Milano - Unimi
A.A.: 2011-2012

I contenuti di questa pagina costituiscono rielaborazioni personali del Publisher stylerock87 di informazioni apprese con la frequenza delle lezioni di Tecnologia della formulazione dei prodotti alimentari e studio autonomo di eventuali libri di riferimento in preparazione dell'esame finale o della tesi. Non devono intendersi come materiale ufficiale dell'università Milano - Unimi o del prof Piazza Laura.

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