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Gli emulsionanti sono quelle sostanze che permettono a due sostanze, che naturalmente sarebbero immiscibili tra loro, di formare una fase omogenea e stabile nota come “Emulsione”. Per definizione, le emulsioni sono miscele colloidali eterogenee di piccole goccioline molecolari di un componente sospeso in un altro componente ad esso immiscibile. Questo è possibile perché la tensione superficiale che esiste tra i componenti immiscibili viene ridotta dall’azione degli emulsionanti.
Gli emulsionanti sono molecole anfilitiche, cioè caratterizzate dalla presenza sulla molecola sia di una parte idrofila che di una parte idrofoba; questa caratteristica permette loro di risiedere nell’interfaccia delle due sostanze immiscibili, di ridurre la tensione interfacciale che esiste tra le due, e di collegarle in modo più o meno stabile.
Sopra, abbiamo brevemente anticipato, quella che è la peculiarità principale degli emulsionanti, ma aspettiamo a tirare le conclusioni, perchè nel gelato la loro funzione è esattamente opposta!
Nel gelato gli emulsionanti vengono aggiunti perchè devono “destabilizzare” la miscela,
prima della sua mantecatura.
Spieghiamo meglio, partendo proprio dal definire “la miscela del gelato”:
La miscela del gelato può essere descritta come un’emulsione di
globuli di grasso, una dispersione di micelle di caseina, e una soluzione di zuccheri,
proteine solubili, sali, stabilizzanti e altri componenti.
Focalizziamoci sulla fase grassa della miscela perchè è li che “lavorano” gli emulsionanti.
Nella miscela del gelato sono presenti le proteine del latte (caseine e proteine del siero). Le caseine sono proteine globulari che oltre ad ammassarsi una sopra l’altra per formare delle micelle, presentano zone idrofobiche, particolarmente affini ai globuli di grasso. Non è strano dunque che, quando incontrano i globuli di grasso ne siano così attirate. Anche le proteine del siero, ormai denaturate dalla pastorizzazione, risultano ancor più aderenti alla superficie del grasso. Micelle di caseina e proteine del siero, si dispongono sulla superficie del globulo di grasso diminuendo così la tensione superficiale e impedendo di fatto la naturale inclinazione dei grassi di raggrupparsi.
Ma l’impedimento attuato dalle proteine, è controproducente per il gelato; alcuni studi hanno dimostrato che la compattezza del gelato, all’uscita dal mantecatore, è direttamente proporzionale alla de-emulsificazione del grasso presente nella miscela, prima della mantecatura. O ancora, affinchè il gelato abbia una struttura stabile nel tempo, è necessario che che i globuli di grasso, nella miscela, si raggruppino insieme per formare lunghi fili che riescano poi, durante la mantecazione a strutturare il gelato e mantenere le bolle d’aria in posizione. In altre parole, prima di mantecare il gelato è necessario de-emulsionare la miscela per permettere la coalescenza parziale dei grassi, impedita in gran parte dalle proteine del latte legate ai globuli di grasso.
Risulta quindi necessario spostare queste proteine dalla superficie dei globuli di grasso; ed è proprio questo che fanno gli emulsionanti nel gelato. Questo processo non è immediato ma richiede tempo, proprio quello che corrisponde alla fase di maturazione della miscela.
Per ricapitolare, le funzioni più importanti degli emulsionanti nel gelato sono:
⊃ diminuire la tensione superficiale all’interfaccia acqua/grasso, → de-emulsificare la miscela;
⊃ permettere la coalescenza parziale → che rende la struttura del gelato più stabile nel tempo;
⊃ favorire l’incorporazione di aria durante la mantecazione.
Non tutti gli Emulsionanti presentano le stesse funzionalità, infatti nel gelato vengono usati quelli a basso peso molecolare, come i monodigliceridi, perchè sono quelli che spostano meglio le proteine dalla superficie dei globuli di grasso.
Prima di tuffarci negli specifici emulsionanti usati nel gelato, è necessario fare qualche precisazione veloce sulle loro caratteristiche. Maggiori informazioni le potremo sempre trovare nell’approfondimento sui “Fattori per la scelta degli Emulsionanti”.
Gli emulsionanti a seconda delle dimensioni dei loro gruppi idrofili e lipofili, sono più o meno affini alle due fasi dell’emulsione (acqua-olio). Quelli che hanno per esempio, una testa polare più grande (componente idrofila) rispetto alla loro parte lipofila, sono più solubili in acqua e sono più adatti a stabilizzare emulsioni acqua in olio (W→O) e sono caratterizzati da un numero di HLB piuttosto basso (tra 3 e 6); al contrario, quelli che hanno componenti idrofili più piccoli e componenti lipofili più grandi, sono più solubili nei grassi e quindi a stabilizzare le emulsioni olio in acqua (O→W). Questi emulsionanti hanno un numero di
Fattori per la scelta degli Emulsionanti.
HLB molto più alto (tra 8 e 16). Sopra abbiamo anticipato che nel gelato si usano emulsionanti come i monodigliceridi che hanno un HLB tra 4 e 8, quindi indicati per emulsioni W→O, ma nella miscela dei gelati, l’acqua è presente in quantità maggiore rispetto al grasso (ca. 65% rispetto al 6-10% di grassi, quindi O→W). Occorre ricordare che nei gelati in realtà l’emulsionante ha la funzione di de-stabilizzare l’emulsione, quindi se si usassero degli emulsionanti troppo “funzionanti” non si arriverebbe alla giusta coalescenza necessaria alla miscela del gelato.
Gli emulsionanti utilizzati nel gelato, sono principalmente tre:
i MONODIGLICERIDI, i SUCRESTERI e le LECITINE.
Partiamo dai più demonizzati!
ma quante volte vediamo stampato in caratteri cubitali sulle etichette, la dicitura:
“senza monodigliceridi”
E’ ormai diventato luogo comune che facciano male, ma l’EFSA li ha rivalutati nel 2017 e ha concluso che:
I mono- e di-gliceridi degli acidi grassi sono sottoposti a idrolisi da lipasi nel tratto gastrointestinale per liberare glicerolo e acidi grassi; quindi al momento non si conoscono effetti collaterali negativi per l’uomo in quanto il nostro organismo metabolizza questi prodotti come qualsiasi altro grasso.
vedi rivalutazione EFSA 2017 EFSA Journal – 2017 – – Re‐evaluation of mono‐ and di‐glycerides of fatty acids E 471 as food additives
Additivo: E471
Sinonimi: Monostearato di glicerile; monopalmitato di glicerile; monooleato di glicerile; monostearina; monopalmitina; monooleina, ecc.; GMS (mono-stearato di glicerile).
I monodigliceridi e i loro derivati sono il gruppo più importante di emulsionanti alimentari; coprono infatti circa il 70% di tutti gli emulsionanti ma il loro maggior utilizzo è oggi nella panificazione, e nella pasticceria. Di mono e digliceridi è possibile trovarne in commercio di diversi tipi a seconda della percentuale di monodigliceridi contenuta. Si va da emulsionanti al 90% di monodigliceridi a prodotti che ne contengono solo il 60%. Le metodologie per la loro produzione era già cosa nota, dall’inizio del 900, ma il primo brevetto per la loro produzione fu presentato nel 1932 e molti altri, lo seguirono nei decenni successivi. La loro applicazione su larga scala risale proprio agli anni ’30, veniva usato nella produzione della margarina, e qualche annodopo (1936) trova applicazione nei gelati e nei “sorbetti” che storicamente sono senza grassi.
Come agiscono?
Nei gelati a base latte, agiscono esattamente come abbiamo visto sopra; competono con le proteine per la superficie dei globuli di grasso, si insediano al loro posto e ne permettono la coalescenza. E nei sorbetti, dove questi grassi non ci sono?
Nei sorbetti, gli emulsionanti sfruttano la loro parte idrofila che è in grado di legare l’acqua; un sorbetto con l’aggiunta di Monodigliceridi risulta avere una struttura più asciutta, compatta e stabile.
Nei gelati i monodigliceridi devono essere aggiunti a temperature superiori ai 40°C, così da avere la certezza che il grasso del latte sia “liquido” ed interagisca subito con l’emulsionante. Questa accortezza non è necessaria nel caso dei sorbetti; gli emulsionanti devono interagire con l’acqua, e lo fanno già a temperatura ambiente.
Il dosaggio dei Monodigliceridi nei gelati è tra lo 0,2 e lo 0,3%.
Nel gelato industriale insieme ai Monodigliceridi è ampiamente usato anche il Polisorbato 65 (E436) e il Polisorbato 80 (E433), ma solo in basse percentuali perchè avendo entrambi un numero di HLB molto alto (ca. 10,5 il primo e 15 il secondo), causerebbero una coalescenza troppo marcata alla miscela.
Additivo: E473
Sinonimi: Sucresteri; esteri di saccarosio.
I sucresteri sono costituiti da mono, di e triesteri del saccarosio o con gli acidi grassi degli oli e grassi alimentari. Essi possono essere preparati dal saccarosio e dagli esteri metilici ed etilici degli acidi grassi alimentari, oppure per estrazione dai sucrogliceridi. I sucresteri provengono quindi da sostanze naturali perfettamente atossiche, staccandosi così da altre categorie di tensioattivi. Infatti, nella loro scissione nell’organismo umano, liberano i componenti iniziali che sono tutti degli alimenti puri. Questi sucresteri possono considerarsi degli ottimi emulsionanti del tipo O→W. Nella preparazione dei gelati, a volte, possono verificarsi delle separazioni di fase o spontaneamente o all’atto del congelamento; l’aggiunta dei sucresteri elimina quasi totalmente questo difetto.
Additivo: E322
Sinonimi: Fosfatidi; Fosfolipidi.
Le lecitine sono molecole attive di superficie presenti in natura nelle pareti cellulari e negli organelli di piante, animali e microrganismi dove formano una barriera naturale con importanti funzioni di protezione, separazione e trasporto dei componenti. Le lecitine vengono isolate da fonti naturali con procedimenti fisici o attraverso l’impiego di enzimi adeguati e innocui, e contengono una miscela complessa di diversi tipi di fosfolipidi e altri lipidi, sebbene possano essere frazionati per formare ingredienti più puri che sono arricchiti con frazioni specifiche. I fosfolipidi più comuni nella lecitina sono fosfatidilcolina (PC), fosfatidiletanolammina (PE), e fosfatidilinositolo (PI). La lecitina può derivare dal tuorlo d’uovo o da vari semi oleosi (soia, lino, semi di cotone, mais, colza, girasole). Tuttavia, la soia è la fonte più comune grazie alla sua disponibilità, proprietà emulsionanti, colore e gusto, anche se, la lecitina da olio di semi di girasole, sta diventando più popolare a causa dell’immagine negativa dei prodotti a base di soia (geneticamente modificati).
I gruppi idrofili della testa della lecitina sono anionici (PI) o zwitterionici (PC e PE), mentre i gruppi di coda lipofili sono costituiti da due acidi grassi. Gli ingredienti naturali della lecitina tendono ad avere numeri di HLB da bassi a intermedi (2-8) e sono quindi adatti per stabilizzare i sistemi acqua-in-olio (basso HLB). Oltre al gelato, la lecitina viene usata in molte applicazioni alimentari, per esempio: nel cioccolato per abbassare la viscosità e per ritardare la cristallizzazione del grasso, nei prodotti da forno per la sua interazione proteica, nei preparati per bevande istantanee per il loro effetto disperdente. Uno dei vantaggi dell’utilizzo di lecitine è che sono percepite come naturali dai consumatori. La lecitina non è solubile in acqua, e la sua funzione emulsionate è paragonabile a quella dei Monodigliceridi, ma il suo utilizzo è fortemente limitato dalla presenza nella sua molecola di acidi grassi insaturi, praticamente sempre ossidati. Il dosaggio consigliato di lecitina è sotto la soglia di percezione che sembra essere tra lo 0,12 e lo 0,15%. Nei gelati è possibile integrare la quantità di lecitina tramite l’aggiunta di tuorlo d’uovo (che ne contiene tra l’8 e il 10%), senza apportare nessun sapore sgradevole.