Domande d'esame di Tecnologia della formulazione dei prodotti alimentari

CRITERI DI SCELTA IN PRODOTTI BASE LATTE

Descrivere i criteri utilizzati nella scelta di additivi con ruolo funzionale di emulsionanti per

emulsioni W/O e O/W.

In linea generale bisogna far fronte a diversi fattori nella scelta: proprietà chimico- siche (tipo di

emulsione, C minima e concentrazione critica micellare, compatibilità con la formulazione,

sensibilità a stress ambientali), fattori pratici/operativi (facilità di utilizzo, reperibilità, stabilità nel

tempo, pro lo sensoriale) e fattori economici/marketing (prezzo e collocazione etica del prodotto).

A livello pratico è importante classi care gli emulsionanti in modo da avere un criterio di scelta.

La regola di Bancroft permette di capire se l’emulsione è W/O o O/W; dice che “la fase

dell’emulsione in cui l’emulsionante è maggiormente solubile/disperdibile è da considerare la fase

continua.

Un secondo step di classi cazione è permesso grazie all’indice HLB (Hydrophilic-Lipophilic-

Balance) che dice “la capacità di un emulsionante di stabilizzare un’emulsione dipende dal

bilancio tra gruppi idro lici e gruppi lipo lici”. Si va a vedere quindi la composizione della

molecola an lica che presenta coda idrofoba e testa idro la (la componente prevalente è

cruciale per de nire l’HLB). Se prevale la componente idro la, HLB alto e stabilizzerò delle

emulsioni O/W, altrimenti il contrario.

Il range HLB va, per gli alimenti, da 0 a 20 (di norma no a 40) e de nisce indici 1-6 lipo li e 10-20

idro li (nel mezzo zona ambivalente in cui cadono ad esempio lecitina e DATEM).

Descrivere il diagramma di temperaggio del cioccolato e giusti care la scelta delle

condizioni operative adottate, alla luce delle modi cazioni dei trigliceridi del burro di cacao

Il processo di temperaggio è fondamentale per avere un cioccolato con le forme polimor che

desiderate; questo si traduce in un cioccolato dalle caratteristiche sensoriali migliori.

Con il termine polimor smo si intende la capacità di lunghe molecole di acidi grassi di esistere in

più di una forma cristallina (a parità di contenuto) dovuta al diverso impacchettamento delle

molecole stesse; le forme polimor che sono alfa, beta primo e beta, in ordine crescente di

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stabilità e di punto di fusione. Per il controllo delle forme polimorfe è necessario il controllo delle

temperature durante il temperaggio.

Il protocollo di temperaggio prevede 3 fasi principali:

- riscaldamento ad una T di circa 45°C in cui tutto il burro di cacao è fuso; 1 minuto

- Ra reddamento (importante il controllo) a circa 27°C che porta alla formazione dei cristalli

desiderati, ma anche a forme polimorfe instabili; 2-3 minuti

- Riscaldamento breve a T diversa in funzione del tipo di cioccolato (F31°, L30°, B29°), che serve

ad eliminare le forme polimorfe instabili e mantenere quelle stabili nel cioccolato; 2-3 minuti.

Importante la gestione delle temperature (soprattutto in ra reddamento) e le velocità di

riscaldamento-ra reddamento, per evitare fenomeni di fat Bloom (patina bianca) e anche di

a oramento dei cristalli di zucchero.

Qual indicazioni per l'uso degli additivi alimentari sono contenute nell'allegato 2 del Reg CE

1333/2008.

Nell’allegato 2 del Reg CE 1333/2008 sono contenute indicazioni relative alla lista di additivi

approvati e le loro condizioni d’uso. Quindi si fa riferimento alle classi merceologiche di tutti gli

alimenti sul mercato e per ognuna ci sono condizioni d’uso degli additivi e gli additivi ammessi per

la determinata classe, con ADI o quantum satis (ad esempio “frutta e verdura surgelata”).

A- indicare il codice europeo, la composizione chimica, i meccanismi di gelazione delle

pectine quali agenti gelanti e speci care i criteri per la scelta delle pectine nei prodotti

formulati;

B- indicare almeno 4 esempi di prodotti nei quali sono presenti le pectine.

Le pectine E440, sono esopolisaccaridi con una catena principali di acido galatturonico unita ad

altri segmenti e rami cazioni composti da zuccheri (ramnosio, arabinosio, galattosio, xilosio);

l’acido galatturonico può essere esteri cato a di erenti livelli ed è proprio il grado di

esteri cazione (frequenza di metilazione) che de nisce le proprietà funzionali delle pectine e le

suddivide in due sottofamiglie, che danno gel, ma con caratteristiche diverse e modalità di

gelazione diverse, oltre che velocità di formazione del gel diversa (maggiore all’aumentare del DE).

Pectine ad alto metossile HM (DE= 55-75%) per dare gel (termoresistente) hanno bisogno di pH

acido (ottimale 2-3,5) e di un certo quantitativo di zuccheri (>60° Brix); non occorre ione calcio

perchè il network si forma con interazioni di tipo idrofobico o legami idrogeno tra lamenti

adiacenti del polimero; gel termoresistente.

Pectine a basso metossile LM (DE <50%) hanno invece bisogno di un controione calcio per la

gelazione (ionotropica), con meccanismo di giunzione egg box; gel termoreversibile. Tra queste

pectine rientrano le pectine amidate che contengono gruppi amidici.

La scelta del formulatole varia in base alle esigenze del prodotto; in una marmellata ad esempio

se voglio ottenere una consistenza non spalmabile, molto gelata (maggiormente forte e fragile),

utilizzerò pectine ad alto metossile; se invece desidero una consistenza spalmabile del prodotto

prediligerò pectine a basso metossile, per gel più so ci ed elastici.

Spesso per l’ottenimento di diversi obbiettivi si utilizzano insieme alle pectine anche carragenine,

gomma di carruba e gomma di xantano.

Indicare quali ingredienti della formulazione possono controllare l'attività dell'acqua negli

alimenti e speci care la loro modalità di azione.

Il controllo dell'attività dell'acqua può essere fatto per via sica, togliendo acqua al prodotto,

oppure lavorando sulla formulazione, utilizzando ad esempio sostanze umettanti: ingredienti che

possono abbassare l'attività dell’acqua, sequestrandola, estendendo la shelf-life del prodotto (non

è sempre possibile l'aggiunta di zuccheri e sali per abbassare l’aw, in quanto possono conferire

gusti diversi da quelli voluti).

Le sostanze che fanno da padrone sono sostanza a basso PM (più è basso, tanto più è alta la

capacità di legare acqua), in particolare polipoli (sorbitolo, mannitolo, glicerolo).

I polioli sono molto utilizzati in quanto incolore e inodore (anche non cariogenici), sono solubili e

stabili.

Sostanze ad alto PM non fungono da umettanti (ad esempio amido non è umettante come lo

zucchero da tavola).

In generale spesso si utilizzano miscele di diversi umettanti; identi care aw prodotto, capire aw

che si vuole raggiungere, selezionare umettante, considerare interazioni con altri ingredienti della

formulazione.

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Descrivere il protocollo EFSA per la valutazione del rischio necessaria per l'approvazione

degli additivi alimentari. Non è richiesto descrivere il ruolo dell’EFSA in termini generali.

Il protocollo è molto organizzato, ogni additivo è accompagnato da dossier speci ci messi a

disposizione del Panel di valutazione; sono dossier amministrativi, tecnici e tossicologici. I dati

amministrativi riguardano il tipo di applicazione, la funzionalità tecnologica, l'identi cazione del

produttore dell’additivo; i dati tecnici consentono l'identi cazione e la caratterizzazione della

sostanza, indicando i metodi analitici usati per la caratterizzazione della stessa, il processo di

produzione dell'additivo, l'inserimento di dati sperimentali relativi all'e etto che l'additivo in

questione produce sulla stabilità di un prodotto, dettagli sulla classe funzionale e sulla

giusti cazione delle necessità dell'utilizzo dell'additivo e eventuali precedenti autorizzazioni all'uso

o precedenti dossier di valutazione; i dati tossicologici riguardano aspetti della valutazione

tossicologica di base, principalmente relativi a tossicocinetica e genotossicità. Per la valutazione

del rischio sono necessari degli step: identi cazione del possibile pericolo, quanti cazione del

pericolo in riferimento ad esempio al dossier tossicologico, valutazione delle situazioni di

esposizione al pericolo e in ne quanti cazione del rischio e sua caratterizzazione.

Descrivere la chimica, le proprietà siche e le applicazioni delle cellulose modi cate.

Presentare proprietà ed applicazioni nei prodotti formulati di almeno due additivi derivati

dalla cellulosa.

La cellulosa è un polimero di glucosio con legami glicosidici beta 1-4; è insolubile, ed è per

questo motivo che viene modi cata chimicamente a dare dei derivati solubili in acqua in funzione

del grado di sostituzione (catene meno compatte, riducendo la formazione di legami idrogeno

intercatena); questa classe di additivi ha e etto ispessente (addensante), gelante, garantiscono

solubilità e migliorano la texture, stabilizzano le schiume, evitano cristallizzazione degli zuccheri;

può essere un supplemento di bra, riduttore di calorie (essendo non digeribile), è agente anti-

caking (presa in massa). I derivati dalla cellulosa possono sviluppare diversi range di viscosità e

per addensare anche solo di 20 mPa servono concentrazioni di erenti in base al tipo di derivato

che utilizzo (dal 2-10% circa). All’aumentare del grado di sostituzione DS nei derivati, aumenta la

tolleranza al sale, la densità e l’igroscopicità, mentre diminuisce la tixotropia.

CMC E466: molto versatile, si dissolve bene in acqua ed è stabile a pH bassi, ha comportamento

pseudoplastico (se sostituzioni regolari) e tixotropico se le sostituzioni sono irregolari (gel

autoriparanti). È utilizzata come ispessente ed è ottima per la ritenzione di acqua, creazione di

lm, stabilizzazione e strutturazione. È molto sfruttata ad esempio nei caramellaggi, in cui riduce

la formazione di cristalli di zucchero (e di dimensioni contenute) e anche nel gelato (evita cristalli

non graditi a livello sensoriale) ed anche nei derivati della carne che subiscono brinatura (salatura

per iniezione).

HPMC E464: ha due tipi di sostituzioni, con metil-eteri e con idrossi-propili. Insieme alla MC ha un

comportamento unico in gelazione: a caldo gelano e a freddo addensano. Il processo di gelazione

è de nito come gelazione termica (una sol con MC o HPMC con il riscaldamento diminuisce la

viscosità no ad un punto critico (50-60°C) in cui inizia a formarsi il gel e torna ad aumentare la

viscosità; è reversibile perché con il ra reddamento si torna a una soluzione viscosa). Oltre alla

gelazion