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…….un complesso sistema “colloidale”.
La struttura della miscela di gelato liquido 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.
Abbiamo scelto gli ingredienti del nostro gelato, abbiamo stabilito attraverso la bilanciatura, la quantità che ciascuno dovrà avere nella composizione della nostra miscela, e non c’è dubbio, abbiamo svolto la prima parte importante del lavoro. Ma se unissimo semplicemente insieme questi ingredienti, per quanto abbiamo scelto ottime materie prime, non potremo mai ottenere un buon gelato. Tutte le fasi di produzione sono importanti, ma questa forse lo è ancora di più perchè, se sbagliamo qui, non importa cosa succede nelle prossime fasi: il nostro gelato non sarà quello che ci auspichiamo.
Il latte, il latte in polvere, i grassi, gli zuccheri, le uova, contenute nella miscela, sono sostanze complesse, ognuna delle quali con caratteristiche e composizioni proprie. Quando queste sostanze vengono mescolate tra loro nella miscela per gelato devono essere in grado di creare un sistema con caratteristiche ben specifiche, perchè possa attraverso la mantecatura, far “congelare” parte della sua acqua e allo stesso tempo “inglobare aria”. Perchè questo avvenga, saranno determinanti le proprietà fisiche della miscela ottenute tramite i processi di pastorizzazione, omogeneizzazione e maturazione.
Una delle proprietà fisiche più importanti della miscela è la sua “Viscosità”. Una soluzione non abbastanza viscosa non permette un buon aumento di volume perchè non riuscirebbe a creare quella pellicola necessaria a trattenere l’aria prima che arrivino a farlo i cristalli di ghiaccio. Alcuni studi mostrano che una viscosità sotto i 100 mPa·s consente valori di overrun piuttosto bassi, così come viscosità superiori a 800 mPa·s rendono la miscela talmente viscosa da inibire l’assorbimento di aria. Altri studi restringono la forbice in un range ottimale tra i 580-690 mPa·s. Bisogna tenere anche presente che questi valori sono di miscele a 4°C, ma come vedremo nella sezione della mantecatura, la viscosità di una miscela alla temperatura in cui si formano i primi cristalli di ghiaccio (tra i -2 e -4°C), la viscosità è ben diversa, ma soprattutto cambia continuamente, come cambia continuamente la stessa composizione della miscela. Tutte le sostanze direttamente o indirettamente contribuiscono alla viscosità della miscela. In ordine decrescente i componenti che influenzano la viscosità, sono:
Gli addensanti, tecnicamente gli idrocolloidi, si usano proprio per questa loro peculiarità, assorbono moltissima acqua e di conseguenza sono quelli che influenzano maggiormente la viscosità. Anche le proteine, soprattutto quelle denaturate, assorbono acqua e rendono la miscela viscosa. Il contributo dato dagli zuccheri, dipende dal tipo di zucchero. Per esempio lo sciroppo di glucosio lo fa in modo molto maggiore rispetto a destrosio e saccarosio. I sali minerali, lo fanno indirettamente andando ad influenzare sia il comportamento delle proteine che quello degli idrocolloidi. Gli emulsionanti, non hanno un grande effetto sulla viscosità.
Durante il riscaldamento del ciclo di pastorizzazione avviene:
⊃ la completa solubilizzazione di tutti gli zuccheri e dei costituenti del latte in polvere,
⊃ l’idratazione degli addensanti e il loro assorbimento di acqua
⊃ l’aumento della viscosità della miscela
⊃ la fusione dei grassi,
⊃ l’eliminazione di eventuali batteri presenti in origine negli ingredienti.
Quando si prepara una miscela, se sono presenti, si parte dal latte e dalla panna, e da una temperatura di circa 10°C. I primi solidi che vengono aggiunti sono gli zuccheri, il latte in polvere e la miscela di stabilizzanti (Neutro). Gli zuccheri così amanti dell’acqua saranno i primi a sciogliersi, ma anche il latte in polvere essendo costituito per circa la metà di
lattosio, non avrà grossi problemi di dissoluzione. Un pò diverso è il discorso delle sue proteine e degli addensanti, che avranno bisogno di un pò di tempo per disperdersi completamente, ma a facilitarne la dispersione ci penserà l’agitazione e l’incremento della temperatura. In questa fase iniziale, si potrà già osservare un leggero aumento della viscosità dovuto all’assorbimento dell’ acqua da parte delle proteine del latte, degli idrocolloidi e in minima parte anche dalla presenza degli zuccheri ormai completamente sciolti. 
Intorno ai 30-40°C, gli addensanti, almeno quelli solubili a T.A., avranno già iniziato a gonfiarsi e da strutture raggomitolate si saranno già parzialmente dispiegati in filamenti che trattengono l’acqua. Ne riescono ad assorbire fino a 100 volte il loro peso, e questo porterà ad un inevitabile aumento della viscosità. A circa 50°C, eventuali batteri presenti cominceranno a morire, a 60°C per via della temperatura, la viscosità diminuirà e fino a 85°C, la situazione si presenterà almeno all’apparenza abbastanza stabile. Gli ultimi batteri saranno già morti e, le uniche attività ancora non evidenti ai nostri occhi saranno: l’avvenuta denaturazione delle proteine e la completa dissoluzione degli addensanti solubili a caldo. E’ solo dopo la pastorizzazione, quando la temperatura comincerà a scendere che entreranno in azione gli emulsionanti. Cominceranno ad entrare in competizione con le proteine del latte (del siero e le caseine) che nel frattempo si saranno appoggiate ai globuli di grasso. La temperatura continuerà a scendere e la viscosità ricomincerà a salire; a circa 30°C, i grassi cominceranno la loro cristallizzazione, un riarrangiamento interno dei suoi globuli che non sarà immediato; infatti si concluderà durante la fase successiva della maturazione.
L’omogeneizzazione rende omogenea, cioè uniforme, una miscela composta di sostanze che sono immiscibili tra loro. Per ottenere una sospensione stabile e uniforme di grasso, qualunque sia la sua origine (burro, panna, olio
vegetale, ecc.) è necessario standardizzare le dimensioni dei suoi globuli, e si ottiene provocando la rottura, cioè frantumando i globuli di grasso in parti infinitesimali in modo che possano più facilmente rimanere in sospensione e uniformemente distribuiti nel liquido in cui sono dispersi. Durante l’omogeneizzazione della miscela del gelato avviene la riduzione del diametro dei globuli di grasso a meno di 1 µm, con i seguenti effetti:
⊃ aumento fino a 200 volte del numero dei globuli di grasso
⊃ aumento fino a 10 volte della superficie totale dei globuli
⊃ diminuzione fino a 20 volte della distanza tra i globuli.
La fase di omogeneizzazione oltre alla riduzione del diametro dei globuli di grasso, porta all’adsorbimento delle proteine sulla superficie del globulo. L’omogeneizzazione è utile perchè consente agli emulsionanti di svolgere pienamente la loro azione e di ottenere un gelato molto più cremoso e morbido. Nel gelato artigianale, il processo di omogeneizzazione, nel vero senso del termine, di solito non viene applicato. Alcuni pastorizzatori moderni, sono attrezzati di un dispositivo meccanico che svolge la funzione di emulsore ed in certo modo anche di omogeneizzatore, con risultati soddisfacenti. Al contrario, nel gelato industriale questo processo è assolutamente indispensabile perchè il gelato industriale deve rimanere strutturalmente stabile per molto più tempo.
L’omogeneizzazione avviene parallelamente alla fase di pastorizzazione ma solo quando la miscela si trova ad una temperatura non inferiore ai 70 °C.
Il fenomeno predominante in questa fase, è la cristallizzazione dei grassi e la loro destabilizzazione. la loro coalescenza. I protagonisti sono senz’altro, i grassi, le proteine del latte e gli emulsionanti aggiunti. I grassi presenti nella miscela nel corso delle ore di maturazione a 4°C, assumono una struttura sempre più organizzata, tramite il processo di cristallizzazione. La cristallizzazione consiste nella disposizione ordinata dei trigliceridi nel globulo ed è responsabile della rigidità del grasso che dovrà fungere da struttura portante del gelato quando verrà a meno il ghiaccio, a seguito della sua fusione.
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. 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 loro naturale inclinazione a raggrupparsi. Ma questo è controproducente per la successiva fase di mantecazione.
Spieghiamo meglio; gli studi hanno dimostrato che la compattezza del gelato all’uscita dal mantecatore è direttamente proporzionale alla de-emulsificazione del grasso presente nella miscela. Quindi, prima della fase mantecatura è necessario che i globuli di grasso nella miscela si raggruppino insieme per formare lunghi fili che riescano poi durante la mantecatura a 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 dei grassi, impedita in gran parte dalle proteine del latte legate. Risulta quindi necessario, spostare le molecole di caseina e le proteine del siero dai globuli di grasso; ed è qui che entrano in gioco gli emulsionanti aggiunti.
Durante la maturazione mentre i grassi cristallizzano, sulla superficie dei loro globuli, si svolge una vera e propria competizione tra gli emulsionanti e le proteine che da sole non sarebbero in grado di destabilizzare l’emulsione. Gli emulsionanti aggiunti hanno il compito di:
⊃ penetrare tra i globuli di grasso,
⊃ rimuovere le proteine del latte e le caseine dalla superficie dei globuli,
⊃ abbassare la tensione superficiale dell’interfaccia grasso-acqua e,
⊃ promuovere la coalescenza tra i globuli di grasso.
Qualsiasi emulsionante nella miscela si attaccherà alla superficie dei globuli di grasso, spostando molte delle proteine. E gli emulsionanti non interferiscono con la naturale inclinazione dei globuli di grasso a raggrupparsi insieme come fanno invece le proteine del latte.
Da studi condotti sul gelato industriale è emerso che 4 ore sono sufficienti perche si verifichino questi cambiamenti strutturali nella miscela. Ora la miscela ha tutte le caratteristiche per poter essere mantecata.