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sono un gruppo molto eterogeneo di composti ampiamente utilizzati nel gelato per la loro comune proprietà: quando vengono inseriti in un liquido, le particelle del colloide assorbono (catturano) l’acqua formando dei sistemi con strutture gelatinose/collose; usati con dosaggi molto bassi, fungono da addensanti, gelificanti e stabilizzanti. A livello normativo gli idrocolloidi, ad eccezione della gelatina, sono Additivi E.Number, ma questo non dovrebbe allarmare, perchè essere un additivo significa semplicemente essere stato studiato, valutato da enti preposti, e convalidato come sicuro per essere usato negli alimenti. Di idrocolloidi ce ne sono tanti, e a seconda della loro struttura, presentano caratteristiche funzionali diverse.
E401 Alginato di Sodio
E405 Alginato di Propan-1,2-diolo
E407 Carragenina
E410 Farina di Semi di Carrube
E412 Farina di Semi di Guar
E415 Gomma di Xantano
E417 Gomma di Tara
E440 Pectine
E466 Carbossilmetilcellulosa (CMC)
Prima di entrare nel dettaglio di ogni idrocolloide è opportuno fare delle considerazioni importanti.
1. Come abbiamo anticipato più volte, gli idrocolloidi sono considerati degli “Stabilizzanti”, e nel gelato vengono usati perchè sono in grado di:
⊃ Controllare la mobilità dell’acqua,
⊃ Aumentare la viscosità della miscela, che aiuta l’assorbimento e la ritenzione dell’aria,
⊃ Regolare e modificare i tempi di scioglimento.
2. Nei gelati normalmente non si usa un unico idrocolloide, ma piuttosto dei mix di idrocolloidi che sfruttano sia le caratteristiche singole di ogni idrocolloide , che le eventuali sinergie che esistono tra loro.
Mettere a punto un “perfetto” mix di idrocolloidi che soddisfi le esigenze del nostro gelato, è piuttosto difficile e tutt’altro che banale. Servono: una conoscenza approfondita e specifica di queste sostanze colloidali, molta esperienza e un cospicuo investimento di tempo per le prove di laboratorio. Fortunatamente c’è chi lo fa di professione, e formula con sapienza vari idrocolloidi per garantirci gelati di qualità e con le caratteristiche che vogliamo.
Come puoi ben immaginare l’argomento “Idrocolloidi” è molto articolato e complesso, soprattutto perchè sono molte le informazioni da dover ricordare per poterlo in qualche modo “padroneggiare”. Per rendere l’argomento più chiaro e più semplice possibile, in questa sezione ci focalizzaremo solo sugli aspetti che riteniamo “fondamentali” nell’ambito dei gelati.
Prima di iniziare c’è un’altra considerazione da fare. Per comprendere di idrocolloidi, in questa sezione ci faremo aiutare da termini come : viscosità, soluzione pseudoplastica, tixotropica, ecc. Se ritieni di dover fare un remind su questi concetti vedi l’approfondimento dedicato.
⊃ la loro temperatura di dissoluzione,
⊃ la loro capacità addensante/gelificante,
⊃ la loro sinergia con altri idrocolloidi,
⊃ la loro eventuale interazione con gli ingredienti del gelato,
⊃ quanto utilizzarne, per che tipo di gelati, se ci sono i loro limiti di utilizzo.
Nonostante gli idrocolloidi, come vedremo, hanno differenze anche sostanziali tra loro, c’è un aspetto importante nel gelato che li accomuna:
La dissoluzione degli idrocolloidi non è quasi mai un processo immediato, come quello per esempio che possiamo osservare con lo zucchero o con il sale. Ogni idrocolloide, anche se in modo diverso, per diventare funzionale, necessita di “idratarsi”. In termini pratici, quando l’idrocolloide incontra l’acqua, comincia ad assorbirla; lo notiamo perchè i suoi granelli in acqua, cominciano ad ingrossarsi. Questa fase di idratazione, che può essere più o meno veloce in quanto dipende: dal tipo di idrocolloide (solubile a freddo o solubile a caldo), e dal tipo di procedimento applicato (agitazione e temperatura), è una fase fondamentale per poter ottenere tutte le funzionalità che ogni idrocolloide promette. Per comprendere meglio il concetto, anticipiamo brevemente cosa succede alle molecole degli idrocolloidi quando per esempio formano un gel. La gelificazione è un processo nel quale si verificano delle interazioni intra e intermolecolari tra singole catene colloidali. In pratica, è solo dopo che le catene si sono completamente idratate che possono interagire con altre molecole, o con altre parti di molecole, per formare quella rete tridimensionale (gel) che è in grado di intrappolare e immobilizzare l’acqua al suo interno. Per ulteriori informazioni sulla dissoluzione degli idrocolloidi vedi “Come si comportano”.
Ora è arrivato veramente il momento di entrare nel dettaglio di ogni idrocolloide; ma non lo faremo in base al loro numero E. ma piuttosto in base alla loro presenza e importanza nei gelati.
In questo articolo ci focalizzeremo soprattutto sulle caratteristiche per le quali trovano il loro utilizzo nei gelati. Informazioni più dettagliate sulla loro struttura, sulla materia prima e sul loro comportamento come idrocolloidi in altri settori, le si possono trovare negli approfondimenti dedicati.
Iniziamo subito con i Galattomannani che con la Farina di semi di Guar, la Farina di semi di Carruba e la Farina di semi di Tara rappresentano sicuramente un trio importante negli addensanti utilizzati nel gelato.
I galattomannani, sono caratterizzati da costituenti comuni; sono formati da unità ripetitive di Mannosio e Galattosio, (da qui il nome Galattomannani) e tutti e tre derivano dai semi endospermici di tre piante economicamente importanti della famiglia delle Leguminoseae. La Carruba (Ceratonia siliqua L.), la pianta di Guar (Cyamopsis tetragonoloba L.) e l’arbusto di Tara (Cesalpinia spinosa L.). Nonostante queste tre gomme abbiamo costituenti comuni, il rapporto tra questi costituenti e la diversa distribuzione fa si che Carruba, Guar e Tara, abbiano un diverso comportamento quando incontrano l’acqua presentando quindi caratteristiche anche molto diverse tra loro.
Approfondimento
sui Galattomannani
Uno tra gli indrocolloidi più importanti nel gelato è il Guar e le sue caratteristiche principali sono: la sua solubilità a temperatura ambiente e il suo potere viscosizzante piuttosto forte e immediato. Le funzioni più importanti che svolge nel gelato sono:
⊃ aiutare la miscela ad assorbire più aria durante la mantecazione,
⊃ ritardare la formazione dei cristalli di ghiaccio.
Il primo punto è legato al fatto che il guar ha un forte potere viscosizzante, il più alto tra i galattomannani. e come già anticipato sopra, l‘aumento della viscosità della miscela influisce direttamente sull’overrun del gelato*. Studi su miscele di gelato industriale, hanno messo in evidenza come il guar sia in grado di far ottenere un overrun del 100%. Per via dei diversi sistemi produttivi, è illogico pensare che nei gelati artigianali si possa arrivare a tali livelli di overrun, ma questi risultati sul guar ci possono far capire della sua importanza sull’overrun anche del gelato artigianale.
*Abbiamo già visto la correlazione diretta che esiste tra viscosità e overrun, per un ulteriore “Remind” vedi approfondimento sulla miscele.
Un altro aspetto interessante di questo idrocolloide è che la sua viscosità resta costante dopo la sua completa dissoluzione. Questo nella pratica è utile perchè ci indica che l’effetto del guar è indipendente dal tempo di maturazione del gelato, in altre parole la viscosità di una miscela contenente guar, non cambia durante la maturazione del gelato.
Non tutte le farine di semi di guar presenti sul mercato sono uguali, o meglio non tutte hanno lo stesso potere viscosizzante. Il potere viscosizzante del guar dipende da due principali fattori:
⊃ dal suo grado di polimerizzazione (DP),
⊃ dalla dimensione delle particelle (Mesh).
Il guar essendo un polisaccaride presenta catene di lunghezza variabile. In altre parole, le sue molecole non sono tutte uguali come quelle che possiamo osservare nei disaccaridi come il saccarosio o il fruttosio. Allo scopo di uniformare i prodotti presenti sul mercato, la legislazione europea (Requisi di Purezza Reg.UE 231/2012), ha disposto che la farina di semi di guar per essere considerata un additivo E412, debba avere un peso molecolare compreso tra 50 e 8000 kDa e un Grado di Polimerizzazione (DP) tra 300 e 49.500. Range comunque molto ampi che determinano una varietà di guar diversi sul mercato.
Anche la dimensione delle particelle della gomma di guar incidono sul potere viscosizzante dell’idrocolloide. Le gomme di guar macinate fini tendono a idratarsi più velocemente e a dare viscosità finali più elevate rispetto alle macinazioni medie e grossolane. Spesso sono le procedure di utilizzo o l’impianto che determinano la selezione della dimensione delle particelle da usare, perchè con la veloce idratazione delle particelle fini si possono avere problemi di dissoluzione; possono crearsi dei grumi che una volta formati, sono di difficile disperdersione. Nell’approfondimento sul guar, sono indicate le tecniche di dissoluzione più usate.
Tornando invece, alle funzioni principali del guar nel gelato e precisamente sul punto che: ritarda la formazione dei cristalli di ghiaccio, bisogna anche dire che questa caratteristica è comune a tutti gli idrocolloidi, e dipende dalla lunghezza delle loro catene. Durante il processo di mantecazione, queste catene si frappongono tra i microcristalli di ghiaccio, impedendo o rallentando il loro processo di aggregazione; questa pecurialità risulta molto evidente nel guar proprio perchè ha catene molto lunghe.
Approfondimento
sul Guar
Il Guar non forma gel, ma interagisce e diventa più performante in termini di potere viscosizzante, se usato con l’Agar-agar, la Carragenina e la gomma xantana, aumentando la forza e l’elasticità del gel. L’abbinamento Guar/Xantano presenta la massima sinergia con il rapporto 80/20. L’aggiunta di Guar all’amido e alla Carbossilmetilcellulosa (CMC) aumenta ulteriormente la viscosità della miscela.
Esiste un abbinamento tra i più classici, che è interessante guardare da vicino: Guar e Carruba. L’abbinamento dei due idrocolloidi che nonostante siano entrambi galatomannani, presentano caratteristiche opposte, crea un connubio interessante. Il guar conferisce parecchia viscosità, e migliora l’overrun del gelato. La carruba al contrario limita l’assorbimento di aria, ma ha la potenzialità di dare una certa struttura al gelato e di rallentarne lo scioglimento. Insieme permettono di ottenere un gelato più ricco d’aria, quindi meno freddo e con una migliore percezione del gusto (guar) e allo stesso tempo più gestibile in tutte le sue fasi, dalla sua gestione in vetrina, alla preparazione dei coni fino a un tempo di persistenza più lungo in bocca.
Solubilità
Funzione
Potere Addensante
Potere Gelificante
Peso Molecolare
DP
Tipologia di gelato
% di utilizzo
pH di utilizzo
Reologia
Sinergie
Sineresi
Interferenze negative
a FREDDO
Addensante/Stabilizzante
Alto (dipendente dal PM)
non gelifica
50-8000 kDa
300-49.400
Creme/Frutta
0,1-0,5%
2-9
comportamento Pseudoplastico
con Carruba, Agar, CMC, amidi, Xantano e Carragenina
No
i Polioli riducono la capacità addendante del Guar → la miscela si presenta meno viscosa
Solubilità a FREDDO
Funzione Addensante/Stabilizzante
Potere Addensante Alto
Potere Gelificante non gelifica
Peso Molecolare 50-8000 kDa
DP 300-49.400
Tipologia di gelato Creme/Frutta
% di utilizzo 0,1-0,5
pH di utilizzo 2-9
Reologia Comportamento Pseudoplastico
Sinergie con Carruba, Agar, CMC, amidi, Xantano e Carragenina
Sineresi No
Interferenze negative i Polioli riducono la capacità addendante del Guar → la miscela si presenta meno viscosa
La Carruba è un galatomannano, come il Guar e la Tara, e come loro sono costituiti da unità ripetitive di Mannosio e Galattosio, ma la diversa distribuzione e il diverso numero di galattosi presenti fa si che questi tre idrocolloidi, abbiano caratteristiche molto diverse tra loro. La Carruba è quella fra i tre ad avere una minor presenza di Galattosio, e una maggior irregolarità della sua distribuzione e questo la rende la meno solubile, ma determina la sua capacità di creare un gel. Ulteriori informazioni sul confronto con gli altri galatomannani li puoi trovare nell’approfondimento.
La farina di semi di carrube è considerata ideale per stabilizzare le miscele del gelato per i seguenti motivi:
1.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, 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.
Una delle caratteristiche della carruba è che si scioglie a caldo. La completa solubilizzazione della carruba si ottiene non prima degli 85°C. 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 sua composizione è influenzata dalla varietà dell’albero da cui viene raccolta la materia prima e dalle condizioni climatiche nelle quali cresce. Questo comporta che ci sono farine di carruba che si sciolgono solo a caldo, mentre altre che hanno una discreta solubilità anche in acqua a temperatura ambiente. Sul mercato si possono trovare carrube solubili a freddo, e sono frutto di un attenta selezione da parte dei produttori di semi di carruba che portano a questa caratteristica. Questo tipo di carrube vengono utilizzate più che altro come addensanti nei neutri o nelle basi da prepararsi a freddo, per esempio come quelle di frutta. Bisogna tenere però presente che le carrube solubili a freddo, a circa 25°C, hanno una percentuale di dissoluzione intorno al 70% (contro il 35% delle carrube standard), quindi anche se più solubili, per esprimere la loro azione addensante al 100% necessitano comunque temperature tra gli 80-90°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.
La viscosità di una soluzione di carruba, a parità di concentrazione risulta essere la più bassa rispetto a Guar e Tara (gli altri Galatomannani). D’altronde il potere viscosizzante non è la caratteristica che contraddistingue la Carruba, ma piuttosto la sua capacità di formare un gel. La Carruba ha nella sua struttura zone prive di galattosi e, quanto maggiore è la presenza di queste zone, tanto la carruba ha la capacità di formare dei gel. Quando la carruba si è completamente disciolta nella miscela del gelato, è libera di muoversi e di incontrare altre catene di carruba; quando delle due catene si incontrano le zone prive di galattosio si creano dei legami. Questo meccanismo porta alla formazione di gel molto fragili e di scarsa rigidità, perfetti però per il processo di mantecazione. La carruba non forma gel forti e rigidi, ma nella miscela del gelato questa caratteristica è positiva, perchè permette di ottenere un’omogenea distribuzione dei cristalli di ghiaccio. Questo è il motivo anche del perchè nel gelato non si usano idrocolloidi che formano gel troppo rigidi, come l’agar.
Il gel creato dalla carruba, collocandosi nell’interfaccia tra i cristalli di ghiaccio e l’acqua rimasta liquida nel gelato, risulta funzionale anche per:
⊃ rallentare la crescita dei cristalli di ghiaccio
⊃ aumentare la resistenza agli shock termici e quindi,
⊃ di allungare il tempo di conservazione del gelato
La Carruba è uno tra gli idrocolloidi più utilizzati nel gelato, ma è sconsigliabile usarla come unico addensante.
La sinergia Carruba/Xantano ha un risultato massimo in un rapporto 60/40.
Carruba/k-carragenina forma gel elastici e resistenti con una sinergia massima nell’intervallo 30/70 e 40/60.
Approfondimento
sui Semi di Carruba
Solubilità
Funzione
Potere Addensante
Potere Gelificante
Peso Molecolare
DP
Tipologia di gelato
% di utilizzo
pH di utilizzo
Reologia
Interferenze negative
a FREDDO/a CALDO
Addensante/Gelificante
il più basso tra Guar e Tara
non particolarmente alto, ma perfetto per il gelato
50-3000kDa
300-18.500 DP
Creme/Frutta
0,2-0,5%
2-11
comportamento Pseudoplastico
Sineresi con la Caseina, tende a far precipitare le proteine del latte, a meno che non venga usata con la carragenina.
Solubilità a FREDDO/CALDO
Funzione Addensante/Gelificante
Potere Addensante non particolarmente alto
Potere Gelificante
Peso Molecolare 50-3000kDa
DP 300-18.500 DP
Tipologia di gelato Creme/Frutta
% di utilizzo 0,2-0,5%
pH di utilizzo 2-11
Reologia comportamento Pseudoplastico
Interferenze negative Sineresi con la Caseina, tende a far precipitare le proteine del latte, a meno che non venga usata con la carragenina.
La Tara l’ultimo galattomannano che vediamo, e come il Guar e la Carruba, è costituito dalle solite unità ripetitive di Mannosio e Galattosio. Come nei precedenti due è la diversa distribuzione e il diverso numero di galattosi presenti che determina le caratteristiche che nella Tara sono tra quelle del Guar che della Carruba.
Ulteriori informazioni sul confronto con gli altri galatomannani li puoi trovare nell’approfondimento.
La gomma di tara presenta proprietà intermedie tra Guar e Carruba, ed è considerata un potenziale sostituto economico di queste due gomme, in una serie di applicazioni alimentari. Ma nel gelato? la Tara contribuisce attivamente all’overrun (a seconda del suo DP), ma da sola non riesce a rallentarne lo scioglimento come lo fa la carruba. D’altronde, quest’ultima gelifica, mentre la Tara non lo riesce a fare adeguatamente, se non la si aiuta con altri idrocolloidi come carragenina, xantano o agar.
Viscosità
Le soluzioni acquose della Tara, sono neutre e altamente viscose. La viscosità di una soluzione all’1% di gomma di tara è di circa 5.500 cps, simile a quella della gomma di guar e quasi tre volte superiore a quella della farina di semi di carrube.
Vantaggi rispetto al Guar
La Tara con lo Xantano forma un gel migliore di quanto faccia il Guar, anche con la K-carragenina forma un gel forte senza sineresi, oltre a questo è in grado di resistere meglio agli shock termici.
Vantaggi rispetto alla Carruba
si solubilizza ad una temperatura inferiore, e a parità di dosaggio ha una capacità viscosizzante maggiore.
Approfondimento
sulla Gomma di Tara
Solubilità
Funzione
Potere Addensante
Potere Gelificante
Peso Molecolare
DP
Tipologia di gelato
% di utilizzo
pH di utilizzo
Reologia
Sinergie
Interferenze negative
a FREDDO/a CALDO
Addensante
simile al Guar, circa 3 volte superiore alla Carruba
molto basso
1000-2330kDa
6000-13.900 DP
Creme/Frutta
0,2-0,5%
3-11
comportamento Pseudoplastico
con le proteine del siero del latte e con la caseina aumenta la sua viscosità, positiva con xantano, agar e carragenina.
Nessuna
Solubilità a FREDDO/CALDO
Funzione Addensante
Potere Addensante simile al Guar, circa 3 volte superiore alla Carruba
Potere Gelificante molto basso
Peso Molecolare 1000-2330 kDa
DP 6000-13.900 DP
Tipologia di gelato Creme/Frutta
% di utilizzo 0,2-0,5%
pH di utilizzo 3-11
Reologia comportamento Pseudoplastico
Sinergie con le proteine del siero del latte e con la caseina aumenta la sua viscosità, positiva con xantano, agar e carragenina.
Interferenze negative Nessuna
Gli alginati sono in grado di aumentare la viscosità quando idratati in soluzioni acquose, e di creare gel elastici quando vengono aggiunti ioni, per esempio di Calcio; grazie a queste loro particolari caratteristiche hanno avuto un notevole utilizzo come stabilizzante, addensante e gelificante in molti prodotti a base latte come gli yogurt, i milkshake, i formaggi spalmabili, e non per ultimi, i gelati. Gli alginati sono i sali dell’ acido alginico, il quale viene estratto da differenti specie di alghe marine brune delle specie Laminarie e Ascophyllum. L’acido alginico è un polimero costituito da vari residui di acido mannuronico e glucuronico in proporzioni dipendenti dal tipo di alga usata come materiale di partenza. Mentre l’acido alginico è insolubile in acqua, i suoi sali sono solubili. Nei gelati si usano prevalentemente l’Alginato di Sodio (E401) e l’ Alginato di Propan-1,2-diolo (E405) nei gelati a base acqua con pH < 3,5-4.
Le funzioni che svolgono gli alginati nel gelato :
⊃ aumentare la viscosità che aiuta ad assorbire più aria durante la mantecazione;
⊃ migliorare la spatolabilità del gelato
A differenza di altri idrocolloidi, gli alginati non rallentano in modo apprezzabile ne lo scioglimento del gelato, ne la crescita dei cristalli di ghiaccio durante la conservazione. E’ per questo che l’alginato viene solitamente usato in combinazione con altri colloidi, soprattutto nei gelati industriali dove la crescita dei cristalli durante la conservazione è un fattore molto importante e determinante per la loro shelf life.
La solubilità dell’alginato avviene a temperatura ambiente, ma i suoi tempi sono influenzati dalla granulometria delle sue polveri; più sono basse, più è veloce la loro solubilizzazione, ma al contempo diventa maggiore il rischio della loro agglomerazione e quindi della formazione di grumi. Indipendentemente dalla granulometria, con gli alginati è sempre consigliabile premiscelarli con il resto degli ingredienti solidi, prima di aggiungerli all’acqua. Nel caso invece gli alginati devono essere aggiunti direttamente al latte è necessario prendere ulteriori precauzioni.
Il latte contiene naturalmente il calcio, quindi è necessario che quando l’alginato viene aggiunto al latte, per evitare la formazione dell’alginato di calcio (insolubile) non entri subito in contatto con questo calcio. Per evitare questa reazione e per ottenere una corretta idratazione è necessario aggiungere un sequestrante come il Pirofosfato tetrasodico (Na4P2O7) che è in grado di impedire al calcio di legarsi all’alginato. Un’altro metodo utilizzato per neutralizzare il calcio, è quello di riscaldare il latte sopra i 70°C. In questo modo le micelle di caseina del latte si legano strettamente al calcio dando alla possibilità all’alginato di idratarsi senza l’interferenza del calcio.
La viscosità di una soluzione di alginato è determinata dalla lunghezza delle molecole di alginato coinvolte; tanto più lunghe sono le sue catene, tanto maggiore è la viscosità conferita. Un pò come avevamo visto faceva il Guar, solo che in questo caso il processo degli alginati è influenzato, come visto sopra, dalla presenza degli ioni di calcio. L’alginato è in grado di aumentare la viscosità se idratato in soluzioni acquose, mentre riesce a creare un gel in presenza di calcio. Il gel che forma l’alginato è molto elastico, che è anche il motivo per il quale questo idrocolloide viene utilizzato in gelateria, migliora la spatolabilità del prodotto finale. La formazione del gel dell’alginato in presenza di calcio, è immediata e non richiede i tempi di maturazione che richiedono per esempio la Carruba e le Carragenine. I parametri più importanti che influenzano il comportamento e la viscosità dell’alginato sono:
⊃ il loro peso molecolare,
⊃ dal loro profilo dei costituenti (β-D-mannuronico e α-L-guluronico),
⊃ dalla quantità di calcio
L’alginato di Sodio non viene usato nei sorbetti normalmente acidi, dove viene sostuito con l’alginato di propilenglicole, modificato proprio per ovviare a questo limite.
Solubilità
Funzione
Potere Gelificante
Peso Molecolare
DP
Tipologia di gelato
% di utilizzo
pH di utilizzo
Reologia
Sinergie
Interferenze negative
a FREDDO
Addensante/Gelificante
dipendente dalla quantità di ioni di calcio disponibili
10-600 kDa
50-3000 DP
Creme/Frutta
0,05-0,2%
4,5 – 10
comportamento Pseudoplastico
con Pectina HM, massima in rapporto 1/1
pH < a 3,5 diventa insolubile
Solubilità a FREDDO
Funzione Addensante/Gelificante
Potere Gelificantedipendente dalla quantità di ioni di calcio disponibili
Peso Molecolare 10-600 kDa
DP 50-3000 DP
Tipologia di gelato Creme/Frutta
% di utilizzo 0,05-0,2%
pH di utilizzo 4,5 – 10
Reologia comportamento Pseudoplastico
Interferenze negative pH < a 3,5 diventa insolubile
Il PGA (Alginato di Propilenglicole) viene ottenuto con una moderata trasformazione (derivatizzazione*) dell’acido alginico. Abbiamo già visto che l’acido alginico a pH < di 3,5 diventa insolubile e precipa; la sua trasformazione in PGA risolve questo problema. Fondamentalmente l’acido alginico viene trasformato in PGA per poter essere utilizzato in pH acidi < 3,5 come i sorbetti.
*con questo termine nel settore alimentare ci si riferisce a quelle piccole modifiche che si applicano ad una sostanza che le permettono di sfruttare tutte le sue proprietà.
Il PGA ha proprietà emulsionanti (stabilizza le proteine del latte in condizioni acide), oltre che essere più resistente agli acidi, meno reattivo al calcio, rispetto all’alginato di sodio.
Approfondimento
sugli Alginati
Solubilità
Funzione
Potere Gelificante
Peso Molecolare
DP
Tipologia di gelato
% di utilizzo
pH di utilizzo
Reologia
Sinergie
Interferenze negative
a FREDDO
Addensante/Gelificante
inferiore rispetto all’Alginato di Sodio
10-600 kDa
50-3000 DP
Creme/Frutta
0,05-0,2%
2,5 – 10
comportamento Pseudoplastico
Nessuna
Nessuna
Solubilità a FREDDO
Funzione Addensante/Gelificante
Potere Gelificante inferiore rispetto all’Alginato di Sodio
Peso Molecolare 10-600 kDa
DP 50-3000 DP
Tipologia di gelato Creme/Frutta
% di utilizzo 0,05-0,2%
pH di utilizzo 2,5 – 10
Reologia comportamento Pseudoplastico
Interferenze negative nessuna
Fu nel 1952 che i primi e limitati quantitativi di carragenina giunsero in Italia e vennero distribuiti nel settore alimentare. Oggi le carragenine sono largamente utilizzate nell’industria agro-alimentare come addensanti, stabilizzanti, gelificanti ed emulsionanti, in molteplici prodotti: come addensante nelle glasse, nelle salse e nei topping, come gelificante nei budini, latticini e filling per torte, come stabilizzante in prodotti a base di cacao e per prevenire la formazione di cristalli di ghiaccio nel gelato. I tipi di carragenina più rilevanti dal punto di vista industriale sono tre: kappa (k), lambda (λ) e iota (Ι), vengono estratte dalle alghe rosse e la loro composizione chimica dipende dal tipo di alga e dal metodo di estrazione.
Ogni carragenina ha caratteristiche ben definite riportate sinteticamente nella tabella sotto.
Solubilità
Acqua 80°C
Acqua 20°C
Latte 80°C
Latte 20°C
Latte freddo con TSPP*
Sol. zucchero 50%
Sol. sale 10%
LAMBDA
Solubile
Solubile con tutti i sali
Solubile
Addensa
Addensa o Gelifica
Solubile
Solubile a caldo
IOTA
Solubile
Solubile con Sodio
Solubile
Insolubile
Addensa o Gelifica
Insolubile
Solubile a caldo
KAPPA
Solubile
Solubile con Sodio
Solubile
Insolubile
Addensa o Gelifica
Solubile a caldo
Insolubile
Gelificazione
Effetto dei Cationi
Struttura del gel
Sineresi
Sinergia con Carruba
Stabilità agli acidi pH>3,5
Reattività proteine
LAMBDA
Non gelifica
Non gelifica
Non gelifica
no
stabile
forte interazione con proteine in condizioni acide
IOTA
gel forti con calcio
morbido ed elastico
no
no
si
stabile
nessuna
KAPPA
gel forti con potassio
rigido
si
si
no
stabile
reazione specifica con
k-caseina del latte
Come tutti gli altri idrocolloidi visti fin’ora, anche le carragenine presentano funzioni utili al gelato:
⊃ prevengono la sineresi*,
⊃ rallentano la formazione di macrocristalli di ghiaccio,
⊃ conferiscono corpo,
⊃ rallentano lo scioglimento.
*la carragenina k, in soluzioni acide come possono essere quelle a base frutta, va incontro a sineresi; anche in presenza di k-caseina del latte crea problemi di sineresi, ma in questo caso possono essere risolti con l’aggiunta di carruba.
La particolare stabilità chimica delle carragenine le rende adatte anche nei sorbetti di frutta con acidità anche particormente basse. Fa eccezione la k-carragenina che in condizioni acide va incontro a sineresi. I dosaggi delle carragenine sono intorno a 0,1-0,2 g/kg di miscela.
Le carragenine sono classificate GRAS dagli USA e considerate sicure anche dall’EFSA. Nonostante questo e nonostante i molteplici studi effettuati su questi idrocolloidi, esiste tuttora un certo timore su alcuni loro ipotetici effetti negativi per la salute.
Approfondimento
sulle Carragenine
La CMC è tra i derivati della cellulosa la più conosciuta e usata in gelateria perchè ha ottime prestazioni sia in termini di overrun (è la migliore) che per la sua efficacia nel controllare la crescita dei cristalli di ghiaccio.
La CMC è solubile sia in acqua fredda che calda, ma a causa della sua veloce idratazione, le sue particelle sono particolarmente inclini a formare grumi. Vedi approfondimento per le precauzioni da prendere.
La solubilità e la viscosità della CMC dipende da due fattori principali:
⊃ la lunghezza della loro catena espressa in Grado di Polimerizzazione (DP),
⊃ dal loro Grado di Sostituzione (DS).
DS più bassi corrispondono a CMC meno solubili, ma con un potere viscosizzante maggiore. Sul mercato sono presenti CMC con valori di DS differenti, ma normalmente si aggira intorno a 1,5 (con valori di DS inferiori a 0,4 sono insolubili). Le CMC possono essere applicate, senza modificare la loro viscosità, in un ampio valori di pH, anche se la loro massima viscosità è apprezzabile a pH quasi neutro. La loro interazione con i sali varia a seconda della concentrazione e dal tipo di sale; per esempio con quelli monovalenti (sodio e potassio) risulta essere molto compatibile, mentre con quelli bivalenti (come il calcio) si può osservare una minore viscosità dovuta all’inibizione di questi sali sull’idratazione della CMC. La CMC è spesso usata con altri idrocolloidi, come l’HPC (idrossipropilcellulosa), il Guar e lo Xantano. In ogni caso la loro sinergia si traduce in un aumento della viscosità della miscela. La CMC può essere indicata come la migliore tra gli idrocolloidi che aiuta l’inglobamento dell’aria nella miscela durante la mantecazione. Con la sola CMC in ambito industriale si riescono ad ottenere overrun molto alti (ca 150%), solo di poco inferiori a quelli ottenuti con il Guar. La CMC è inoltre molto efficace a limitare la crescita dei cristalli di ghiaccio sia durante il processo di congelamento iniziale, che durante gli shock termici che il gelato può subire durante la sua conservazione.
Approfondimento
sulla Carbossimetilcellulosa
Solubilità
Funzione
Potere Gelificante
Peso Molecolare
DP
Tipologia di gelato
% di utilizzo
pH di utilizzo
Reologia
Sinergie
Interferenze negative
a FREDDO
Addensante
non gelifica
90-700 kDa
400-3200 DP
Creme/Frutta
0,05-0,2%
3,5 – 9
comportamento Pseudoplastico
con Guar, Xantano e HPC
Nessuna
Solubilità a FREDDO
Funzione Addensante
Potere Gelificante non gelifica
Peso Molecolare 90-700 kDa
DP 400-3200 DP
Tipologia di gelato Creme/Frutta
% di utilizzo 0,05-0,2%
pH di utilizzo 3,5 – 9
Reologia comportamento Pseudoplastico
Sinergie con Guar, Xantano e HPC
Interferenze negative nessuna
La Gomma di Xantano è un ottimo gelificante/addensante a freddo, sia per gelati base latte che per sorbetti alla frutta. Può essere utilizzato in un ampio range di pH (2-10) e non ha problemi con la presenza di alcol, tanto da essere l’idrocolloide più utilizzato nel settore delle bevande alcoliche. Lo xantano ha un comportamento Tixotropico. Viene ottenuto per via fermentativa e la sua struttura chimica è abbastanza complicata. Per ulteriori informazioni vedi l’approfondimento.
Lo xantano può essere usato da solo, ma nei gelati offre migliori performance se abbinato ai galattomannani, Guar, Carruba e Tara.
La Gomma di Xantano si dissolve a freddo, ma la velocità di dissoluzione dipende dalla sua granulometria e dalla velocità di agitazione; per esempio uno xantano di 80 Mesh ha una dissoluzione dell’80% in 5 minuti, mentre uno di 200 Mesh impiega 2 minuti per lo stesso tasso di idratazione (80%). In entrambi i casi è utile tenere presente che per ottenere il risultato migliore è necessario l’idratazione completa dello xantano che avviene in 15-30 minuti sotto agitazione. Tempi che si consiglia di rispettare prima di mantecare le miscele con xantano.
Approfondimento
sullo Xantano
Solubilità
Funzione
Potere Gelificante
Peso Molecolare
DP
Tipologia di gelato
% di utilizzo
pH di utilizzo
Reologia
Sinergie
Interferenze negative
a FREDDO
Gelificante/Addensante
discreto anche in presenza di alcool
1000-2000 kDa
1000-2000 DP
Creme/Frutta
0,05-0,2%
3 – 10
comportamento Tixotropico
con Guar, Xantano e HPC
Nessuna
Solubilità a FREDDO
Funzione Gelificante/Addensante
Potere Gelificante discreto anche in presenza di alcool
Peso Molecolare 1000-2000 kDa
DP 1000-2000 DP
Tipologia di gelato Creme/Frutta
% di utilizzo 0,05-0,2%
pH di utilizzo 3 – 10
Reologia comportamento Tixotropico
Sinergie con Guar, Xantano e HPC
Interferenze negative nessuna
Le Pectine, in realtà trovano uno spazio veramente limitato come idrocolloide usato direttamente nel gelato o presente nel Neutro. Normalmente le si trovano nel gelato indirettamente, infatti le pectine vengono ampiamente e con successo, utilizzate nella preparazione di prodotti gelificati a base di frutta come le paste (semilavorati) di frutta. Per questo motivo, rimandiamo ulteriori informazioni sulle stesse nell’approfondimento dedicato.
Approfondimento
sulle Pectine
