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(CAS # 9000-40-2) INS.410
Solubilità: solubile in acqua calda (85°C)
Funzionalità: Addensante, Gelificante
La Carruba fa parte della famiglia dei galattomannani che sono carboidrati macromolecolari (polisaccaridi) presenti in vari semi albuminosi o endospermici. La distribuzione dei galattomannani nel regno vegetale è limitata e si trovano principalmente nei semi endospermici di tre piante economicamente importanti che appartengono alla stessa famiglia, le Leguminoseae. La Carruba (Ceratonia siliqua L.), la pianta di Guar (Cyamopsis tetragonoloba L.) e l’arbusto di Tara (Cesalpinia spinosa L.). Gli endospermi dei semi di queste piante, sono la fonte delle gomme galattomannane commerciali.
S.C.F. – Sicilian Carob Flour srl –
La Carruba è come gli altri galattomannai costituita da mannosio e galattosio e una struttura apparentemente simile a quella del guar.
Le catene lineari della carruba di D-mannosio sono come nel guar, collegate tra loro tramite legami glicosidici β-(1 –> 4), con quantità variabili di singoli sostituenti di D-galattosio legati alla spina dorsale principale da legami glicosidici α-(1 –> 6). Quello che differenzia la carruba dal guar è la minore presenza di galattosi, e una maggiore irregolarità nella loro distribuzione.
Il rapporto Mannosio/Galattosio della Carruba è circa di 4*:1, dove il rapporto M/G di 4:1 indica che ogni quattro unità di mannosio si trova un residuo di galattosio.
* il rapporto tra mannosio e galattosio è approssimativo perchè nella molecola, i galattosi sono distribuiti in modo non uniforme. In alcune zone c’è un galattosio ogni 4 o 5 mannosi, mentre in altre uno ogni due. Semplificando si può anche dire che in 100 molecole di mannosio, si trovano attaccate dalle 20 alle 25 molecole di galattosio.
Il diverso rapporto di M/G spiega solo parzialmente il diverso comportamento dei due galattomannani, perchè il ruolo primario lo gioca la distribuzione irregolare delle ramificazioni dei galattosi sulla catena lineare dei mannosi della carruba. Questo tipo di distribuzione, crea nella carruba delle zone più o meno lunghe che non presentano diramazioni, cioè non contengono molecole di galattosio. E’ proprio la presenza di queste zone che chiameremo “lisce” che come vedremo, determinano le principali caratteristiche di solubilità e di comportamento con l’acqua, della carruba.
Il carrubo sempreverde, può essere piantato in zone semi-aride o subtropicali e cresce in terreni calcarei. Questi alberi sono importanti per la vegetazione del tutta l’area mediterranea, soprattutto in Marocco e Portogallo. Il carrubo può crescere fino a 10±15 m e le sue radici possono raggiungere una profondità di 25 m. Può vivere per più di 100 anni.
Il carrubo normalmente produce frutti dopo 8±10 anni e i frutti, cioè i baccelli, possono essere raccolti una volta all’anno. I baccelli sono lunghi 10±30 cm, larghi 1,5±3,5 cm e spessi 1,0 cm. Sono di colore marrone scuro e di forma dritta o curva. I baccelli contengono 8±12 semi o chicchi, ma eccezionalmente fino a 15 chicchi. I frutti vengono raccolti quando hanno un contenuto di umidità del 12± 18% in peso e poi vengono essiccati.
Lo scafo è senza molto valore, mentre il germe contiene circa il 50% in peso di proteine e viene utilizzato come mangime per il bestiame. Per ottenere le metà dell’endosperma, è necessario rimuovere lo scafo molto duro dei semi, in un processo chiamato “peeling”. Esistono due diversi processi di peeling: 1. Processo di peeling chimico: Lo scafo viene carbonizzato da soluzioni concentrate di acido solforico ad alta temperatura. Il vantaggio di questa tecnologia è un effetto peeling uniforme, che consente la produzione di polveri bianche. Il processo facilita anche la separazione del germe dalle metà dell’endosperma. Pertanto, è possibile produrre qualità di alta qualità di gomma di carruba con alte viscosità. 2. Processo di peeling meccanico termico: i chicchi vengono tostati a temperature fino ad almeno 550°C, in modo che lo scafo si stacchi in larga misura. I frammenti residui dello scafo vengono strofinati meccanicamente. Poiché questo processo porta anche a una fessurazione simultanea di alcune metà dell’endosperma e delle sue parti germinali, una separazione netta tra la metà dell’endosperma e delle parti del germe e dello scafo, diventa più difficile. I vantaggi di questa tecnologia sono che richiede solo attrezzature di produzione relativamente semplici, nessun trattamento e una resa elevata. Gli svantaggi sono che queste gomme di carrube mostrano una qualità e una viscosità leggermente inferiore, e tutte con un colore giallastro molto chiaro a causa di una piccola quantità di particelle germinali residue. Le metà dell’endosperma del chicco di carruba recuperate da entrambe queste tecniche vengono quindi macinate alla finezza desiderata.
Le caratteristiche che contraddistinguono la carruba sono la sua solubilità a caldo e la sua capacità di formare un gel.
SOLUBILITA’
La completa solubilizzazione della carruba si ottiene non sotto gli 85°C. e, come già anticipato sopra, dipende in gran parte, dalla distribuzione irregolare delle ramificazioni dei galattosi sulla catena lineare dei mannosi della carruba, che creano zone “lisce”. Queste zone lisce, cioè prive di galattosi hanno la capacità di appaiarsi con altre zone lisce formando parti sulla molecola molto ordinate ed estremamente compatte. Nella molecola della carruba, questi frammenti di catene appaiate sono molte e prendono il nome di “zone di giunzione”. La compattezza di queste giunzioni, limita la capacità della carruba di essere solubile a freddo.
Ma come per il Guar, non tutte le farine di semi di carruba sono uguali. Bisogna sempre tenere presente che come per altre sostanze di origine naturale, la loro composizione è influenzata da molti fattori. la varietà di carruba da cui viene raccolta la materia prima e dalle condizioni climatiche nelle quali cresce. Questo aspetto fa si che ci siano farine di carruba con una diversa distribuzione di galattosi sulla molecola e con caratteristiche anche di solubilità leggermente diverse. Sul mercato si trovano carrube che si sciolgono solo a caldo, mentre altre che hanno una discreta solubilità anche in acqua a temperatura ambiente. Le carrube “solubili a freddo”, sono frutto di un attenta selezione da parte dei produttori di varietà di semi di carruba che portano a questa caratteristica. Questo tipo di carrube vengono utilizzate più che altro come addensanti in prodotti da prepararsi a freddo. Bisogna tenere però presente che le carrube solubili a freddo (ca. 25°C), hanno comunque una percentuale di dissoluzione intorno al 70% (contro il 35% delle carrube standard), quindi anche se più solubili, per sviluppare la loro azione addensante al 100% necessitano comunque una temperature di 85°C. Infatti, tutte le soluzioni di carruba riscaldate a questa temperatura e poi raffreddate, presentano una viscosità molto più elevata rispetto a quelle preparate a freddo.
VISCOSITA’
Riscaldando una sospensione di farina di carrube in acqua, inizialmente la viscosità diminuisce leggermente, ma poi a circa 45°C si verifica un forte aumento della viscosità fino a raggiungere gli 85°C. circa. Man mano che la soluzione viene raffreddata a temperatura ambiente, si osserva un ulteriore aumento della viscosità.
Variabili come la granulazione o la dimensione delle particelle, il contenuto di umidità e il contenuto di galattomannano influenzeranno la viscosità finale.
La viscosità di una soluzione di carruba, a parità di concentrazione risulta essere la più bassa rispetto agli altri Galatomannani. D’altronde il potere viscosizzante non è una prerogativa della Carruba, che è piuttosto la sua capacità di formare un gel. Un’altra volta entra in gioco la presenza delle zone lisce della carruba che sono responsabili anche della capacità gelificante della carruba. Tanto che, quanto è maggiore la presenza di queste zone, tanto la carruba ha la capacità di formare dei gel.
La gelificazione è possibile solo quando la carruba ha subito la completa solubilizzazione in acqua. Quando la carruba si è completamente disciolta e idratata i suoi filamenti sono separati gli uni dagli altri, sono liberi di muoversi all’interno della soluzione acquosa, e di far incontrare le loro zone prive di galattosi che si appaiano, formando un gel. La carruba forma dei gel molto fragili e di scarsa rigidità, perfetti però per alcune applicazioni come quella dei gelati.
ALTRE CARATTERISTICHE
La gomma di semi di carrube non è ionica, quindi la viscosità delle sue soluzioni non sono influenzate dai sali comunemente usati nell’industria alimentare.
L’idrocolloide è stabile tra pH 3,5 e 11,0.
Le soluzioni di farina di carrube tendono a conferire torbidità a causa delle proteine insolubili e delle impurità di cellulosa; questo rappresenta un limite di utilizzo in prodotti limpidi.
La farina di carrube è ampiamente utilizzata negli alimenti e le principali aree di utilizzo sono: gelati , latticini , prodotti caseari, salse, dressing e condimenti.
GELATI
La gomma di semi di carrube è stata utilizzata come stabilizzatore di base per il gelato per almeno 50 anni, ma se viene utilizzata come stabilizzante unico, la farina di semi di carrube provoca una separazione di fase nella miscela. Per questo motivo, la si usa in abbinamento alla carragenina per avere dispersioni omogenee. La farina di semi di carrube può essere raccomandabile come stabilizzante anche nei ghiaccioli.
La farina di semi di carrube è considerata ideale per stabilizzare le miscele del gelato per i seguenti motivi:
È facilmente dispersibile in acqua fredda e non richiede alcuna manipolazione o neutralizzazione speciale. 2. È inerte sia all’acidità che ai sali di calcio presenti nella miscela. 3. Produce una viscosità uniforme, media, riproducibile, che è solo un’indicazione di “acqua legata”, cioè sviluppa una viscosità di base che non viene frammentata dall’agitazione. 4. Non provoca la separazione della miscela se usata con la carragenina. 5. Non apporta alcun gusto o proprietà di mascheramento del sapore alla miscela. 6. fornisce il grado più elevato di stabilizzazione e resistenza allo shock termico rispetto a quello di qualsiasi altra gomma disponibile.7. favorisce la struttura cristallina di ghiaccio fine nel gelato, mantendolo tale anche durante i periodi di fluttuazioni di temperatura.
PRODOTTI LATTIERO CASEARI
La crema di formaggio e prodotti simili sono uno sbocco importante per la gomma di semi di carrube. Oltre a controllare l’umidità nel prodotto finale, un effetto texture unico è realizzato dall’uso di farina di semi di carrube. Altre gomme come il guar non sono state alternative soddisfacenti. Nonostante la somiglianza chimica tra guar e gomme di semi di carrube, il risultato tecnico ottenuto nella crema di formaggio è molto diverso. Apparentemente, i polimeri di caseina del latte e la gomma di semi di carrube sono stericamente allineati in modo tale da formare nuovi complessi desiderabili. Il formaggio fuso e le creme spalmabili sono migliorati dall’uso di farina di semi di carrube. Il colloide aiuta a controllare l’acqua e si traduce in un prodotto solido, omogeneo e spalmabile. Una concentrazione di circa lo 0,6% di gomma viene incorporata con gli altri ingredienti prima della lavorazione.
