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MC e HPMC sono affrontati insieme in quanto le proprietà di questi due idrocolloidi sono molto simili. La metilcellulosa (MC) e l’idrossipropilmetilcellulosa (HPMC) sono polimeri che hanno proprietà addensanti, tensioattive, e adesive. Inoltre, hanno la capacità di formare dei film, e proprietà uniche di gelificazione termica. Hanno l’insolita proprietà di essere solubili in acqua fredda mentre sono insolubili in acqua calda; quando una soluzione viene riscaldata, si forma una struttura di gel tridimensionale, che è reversibile quando la soluzione si raffredda.
La metilcellulosa è ottenuta direttamente da ceppi naturali di fibre vegetali e parzialmente eterificata con gruppi metilici.
Formula Chimica: C6H7O2(OR1)(OR2)(OR3) dove R1, R2, R3 possono essere:
— H
— CH3 oppure
— CH2CH3
Peso Molecolare: Da 20 000 circa a 380 000 circa.
La metilcellulosa si dilata nell’acqua, con formazione di una soluzione colloidale e viscosa, da limpida a opalescente. Insolubile in etanolo, etere o cloroformio. Solubile in acido acetico glaciale.
La soluzione di MC mostra proprietà pseudoplastiche non tixotropiche. La solubilità diminuisce con il più alto grado di sostituzione (DS) e il grado di polimerizzazione. La viscosità delle soluzioni MC è ragionevolmente stabile in un ampio intervallo di pH (pH 3-11). La formazione tridimensionale del gel avviene per riscaldamento superiore a 50°C (MC di DS superiore ha una temperatura di gelificazione inferiore).
L’idrossipropilmetilcellulosa è una cellulosa ottenuta direttamente da
ceppi naturali di fibre vegetali, parzialmente eterificata con gruppi metilici e contenente una piccola quantità di sostituenti idrossipropilici
Formula Chimica:
C6H7O2(OR1)(OR2)(OR3), dove R1, R2 R3 possono essere:
— H
— CH3
— CH2CHOHCH3
— CH2CHO (CH2CHOHCH3) CH3
— CH2CHO[CH2CHO (CH2CHOHCH3) CH3]CH3
Peso molecolare Da 13 000 circa a 200 000 circa.
L’idrossipropilcellulosa si gonfia nell’acqua, con formazione di una soluzione colloidale e viscosa, da limpida e opalescente. Insolubile in etanolo.
SOLUBILITA’
MC e HPMS sono entrambi solubili in acqua fredda. Le loro soluzioni possiedono un ampio intervallo di viscosità, che dipende sia da DP (Grado di Polimerizzazione) che da DS (Grado di Sostituzione). Queste soluzioni mostrano una ragionevole stabilità della viscosità nell’intervallo di pH tra 3 e 11.
RISCALDAMENTO
Le soluzioni acquose di metilcellulosa (E 461) e idrossipropilmetilcellulosa (E 464) sono caratterizzate da insolubilità termica. Aumenti di temperatura prima portano ad una lieve diminuzione dell’inviscosità. Quando viene raggiunta la temperatura di gelificazione, c’è un forte aumento della viscosità. La viscosità o la forza del gel rimane ad un valore costante. Questa gelificazione è un processo reversibile. La temperatura e la consistenza del gel dipendono dal DS e dal tipo di sostituzione. Entrambe presentano un comportamento particolare rispetto al riscaldamento. Infatti, le loro soluzioni si trasformano in gel quando la temperatura della soluzione aumenta al di sopra di un punto noto come temperatura del gel incipiente (igt). L’igt varia da 52 °C per la MC, ad un range di 63-80 °C per i tipi HPMC con grado crescente di sostituzione idrossipropilica (che vanno ad aumentare l’igt).
Questi gel sono reversibili al raffreddamento anche se c’è una marcata isteresi tra riscaldamento e raffreddamento.
FILMATURA
Entrambi i polimeri sono buoni formatori di film e mostrano anche una certa attività superficiale.
PRODOTTI COMMERCIALI
Commercialmente MC e HPMC si distinguono per la viscosità in soluzioni acquose al 2% e anche per il loro DS.
Le principali applicazioni di questi due idrocolloidi sono come leganti e filmanti soprattutto per le loro proprietà di barriera. Le proprietà di MC e HPMC possono essere utilizzate per legare e per dare mantenimento della forma a prodotti in cui gli ingredienti non hanno particolare struttura. Alcuni esempi sono, vegetali riformati come crocchette e cialde di patate, anelli di cipolla e l’intera gamma di prodotti a base di proteine di soia, oltre a molti prodotti vegetariani. Questi prodotti hanno notoriamente, scarse proprietà leganti e tendono a disintegrarsi durante la cottura. L’inclusione di HPCM o meglio di MC, permette al raggiungimento di temperature sopra l’igp, di far gelificare l’idrocolloide e legare gli ingredienti del prodotto. Poiché la gelificazione è termoreversibile, e la struttura torna alla forma di soluzione a temperature superiori alle normali temperature di consumo, il consumatore non osserva alcuna alterazione della consistenza dovuta alla gelificazione.
Nella maggior parte dei casi questi idrocolloidi vengono aggiunti alla miscela fredda in modo che possano idratarsi. Né MC né HPMC si idratano in acqua calda sopra il loro igp.
SALSE e RIPIENI per PRODOTTI da FORNO
La proprietà di termogelificazione dei due idrocolloidi è particolarmente utile per inibire l’ebollizione per esempio, nei ripieni dei prodotti da forno, ma il principio è valido anche per le salse e altri ripieni in cui l’ebollizione deve essere evitata. In questi caso gli ingredienti secchi vengono miscelati e mescolati con l’acqua sempre a freddo per consentire una soluzione soddisfacente della metilcellulosa, e dopo 60 minuti di riposo il ripieno viene cotto. Nei casi in cui la salsa o il ripieno vengono trattati termicamente prima dello stoccaggio, è necessario prestare attenzione al momento dell’aggiunta della MC o dell’HPMC. Il rischio è che l’idrocolloide disciolto nel prodotto gelifichi nell’apparecchiatura usata per il trattamento termico. Una soluzione a questo problema, è quella di disperdere l’idrocolloide nel prodotto caldo, dove non si dissolverà fino a quando le fasi di riscaldamento non saranno completate e il prodotto non sarà raffreddato al di sotto dell’igp.
FRITTURE
I gradi di viscosità bassa o medio-bassa, vengono utilizzati a livelli fino all’1% per migliorare l’adesione e anche per ridurre l’assorbimento di olio o grasso. Le proprietà filmanti di MC e di HPMC sono utili anche nel ridurre l’assorbimento di olio durante la frittura di prodotti come frutti di mare e patate. Il rivestimento viene normalmente applicato immergendo o spruzzando una soluzione di idrocolloide, seguita dall’essiccazione.