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Alimenti e Bevande 1: I cereali: CEREALI: piante appartenenti alla famiglia delle Graminaceae, coltivate per la produzione dei frutti (cariossidi [kernel - grain]). distinguiamo i cereali in 2 famiglie:
- cereali microtermi, con basse esigenze termiche, ciclo di crescita autunnale-primaverile (Frumento→ più importante, orzo, avena, segale → unico altro cereale con cui si può fare il pane)
- cereali macrotermi, con elevate esigenze termiche e ciclo di crescita primaverile-estivo ( riso, mais→ fondamentali perché alla base della produzione di prodotti senza glutine, miglio e sorgo.) Grano saraceno: appartiene alla famiglia delle Poligonaceae e NON è UN CEREALE! Utilizzato anch’esso per la produzione di prodotti senza glutine negli ultimi anni. PRODUZIONE MONDIALE DEI CEREALI: non è il grano il cereale più prodotto ma Il mais è di gran lunga il cereale più prodotto, con un raccolto di quasi 1.100 milioni di tonnellate nel 2018/2019, seguito dal grano (734 milioni di tonnellate) e dal riso (495 milioni di tonnellate). Questi 3 cereali messi insieme rappresentano circa il 90% della produzione mondiale di cereali. Cina è il maggior produttore di cereali nel mondo , segue india e stati uniti. La Cina e l'Unione europea sono i maggiori consumatori mondiali di frumento, mentre se si parla di mais l’unione europea rimane un po 'indietro, gli stati uniti e la cina sono i maggiori produttori di mais. Cariosside dei cereali: La cariosside all’interno della spiga è protetta dalle cosiddette glume o brattee. è un frutto secco indeiscente (rimane chiuso, non si apre) è fondamentale la distinzione dei cariossidi tra cereali. In alcuni cereali (orzo, riso, avena, segale) tali rivestimenti sono intimamente associati ai tegumenti del frutto: per questa caratteristica tali cariossidi sono definite “vestite”. Cariossidi in cui i rivestimenti sono esterni e si fa fatica a decorticare questi strati esterni. Negli altri cereali (mais e frumento) invece i rivestimenti si tolgono facilmente e quindi si parla di cereali “Nudi”. Frumento Il frumento o grano è il più importante e il più diffuso tra tutti i cereali, e il piu consumato in Unione Europea. La pianta si adatta a diversi tipi di terreno e a diverse condizioni climatiche: in Europa è coltivata dalla Norvegia alla Sicilia, quindi sul suolo europeo si trova praticamente ovunque. destinazione finale → 75% alimentazione umana, il restante 15% alla destinazione animale e il resto per destinazioni non alimentari. specie più comuni:
- il grano tenero (triticum vulgare) → cariosside opaca ricchissima di amido ( adatta per fare il pane). Dal grano tenero si ricavano normalmente le farine adatte alla panificazione ai prodotti da forno. Maggiore produzione al Nord Italia
- grano duro (triticum durum) → cariosside dura molto ricca di proteine, di glutine (per fare la pasta, la pasta con grano duro tiene molto meglio la cottura). Dal grano duro si ricavano le semole utilizzate normalmente per la fabbricazione delle paste alimentari. Maggiore produzione al centro e sud Italia
produzione mondiale frumento → nonostante la forte valenza a livello europeo nella produzione di frumento, la cina negli ultimi anni è diventata il maggior produttore, ma con minor resa di tonnellate per ettaro. INDUSTRIA MOLITORIA ITALIANA: l’industria molitoria italiana negli ultimi anni ha registrato un'importante contrazione a favore di importazioni estere, da 30 anni il numero dei mulini attivi in italia è nettamente diminuito rispetto al passato da 973 a 358. La produzione è abbastanza bilanciata, si produce un quantitativo di farine da frumento tenero equivalente a cio che si ottiene dal frumento duro e si ricavano circa 4 mln di tonnellate di farine con i loro differenti utilizzi. La produzione italiana è insufficiente a coprire la richiesta interna, sia di prodotti di frumento tenero che duro, inoltre una grande fetta dei prodotti ottenuti dalla semola di origine italiana dev’essere esportata, per cui a monte la produzione di farine è totalmente insufficiente a coprire sia la domanda interna che l’esportazione. Importiamo circa 5,5 migliaia di tonnellate da francia,russia,usa e canada. Dipendiamo ormai dall'estero per il 60% del fabbisogno interno, particolarmente per i frumenti di forza. Il prodotto che viene dalla Russia presenta costi minori di trasporto rispetto a cio che arriva da oltreoceano. un’altra differenza sta nel fatto che USA e Canada negli ultimi anni hanno avute grosse difficoltà nella produzione soprattutto legati ad aspetti climatici avversi. Soprattutto al Canada viene richiesta la maggior quantità di materia prima per la produzione di pasta, di conseguenza si è osservato un aumento dei prezzi. Cariosside frumento: in una cariosside, si distingue una parte esterna PERICARPO, da una parte interna ENDOSPERMA e un nucleo che rappresenta il GERME (sede delle principali sostanze nutritive necessarie all’accrescimento della cariosside). è un cereale nudo, per cui risulta facile l'asportazione degli strati esterni, questo impatta sia sul processo che sai sulle caratteristiche compositive e tecnologiche degli sfarinati che si ottengono andando a macinare la cariosside priva degli strati esterni. Il germe: o embrione, ricco di lipidi e proteine, viene solitamente scartato nella macinazione, pertanto non contribuisce alla composizione degli sfarinati. Si trova nella parte periferica, dove interrompe la continuità del pericarpo. È separato dall'albume tramite un rivestimento chiamato scutello. E’ ricco di vitamina E Endosperma: costituisce l’80-85% del seme, è la parte fondamentale per la produzione degli sfarinati; contiene circa il 70% delle proteine totali, nonché la quasi totalità dell'amido, inglobato in granuli. Questi ultimi sono tenuti assieme per mezzo dell’azione aggregante delle proteine. Sono grossi e abbondanti al centro,mentre al contrario le proteine aumentano andando verso la periferia. Scarso è invece il contenuto di vitamine e di sali minerali. Sia l'amido che le proteine del glutine, la glutenina e la gliadina,ricoprono un ruolo fondamentale nel processo di impastamento. La crusca: rappresenta circa il 12-18% del seme, è costituita dal pericarpo insieme allo strato aleuronico ed è l'involucro della cariosside. Contiene lignina, cellulosa, sali minerali, acido fitico, pentosani, proteine solubili in quantità limitata ma di valore nutritivo superiore alle proteine del glutine. La crusca è il prodotto di scarto delle farine bianche, maggiormente utilizzate e di qualità superiore, mentre rimane in parte nelle farine integrali. Endosperma (soft winter wheat) al microscopio SEM (scanning electron micrographs) il quale è utile per evidenziare delle strutture particolarmente piccole. Attraverso una tecnica complessa di preparazione del campione, si può poi osservare fino al livello microstrutturale, proteine e amidi presenti all'interno del grano tenero. la parete delle cellule è formata da arabinoxilani (pentosani), betaglucani, emicellulose.
Se si osserva la matrice del grano duro italiano è ancora più difficile distinguere i granuli d'amido i quali si presentano rotti. La rottura dei granuli di amido è importante poiché comporta in qualche modo l'azione da parte di enzimi all'interno delle strutture cellulari, questi scindono l'amido con la liberazione di molecole da esso derivate, le destrine, le quali sono in grado di legare l'acqua in maniera molto efficace (aspetto evidente nella preparazione dell'impasto della pasta). Oggi esistono due tipologie di prodotti molto utilizzati per la produzione di alimenti: → Il farro: è considerato il padre del frumento dal quale si distingue perché ha i tegumenti esterni aderenti al chicco come nell’orzo. Il farro ha una composizione simile al frumento: è però dal punto di vista agronomico, più resistente, adatto a coltivazioni; esso viene anche utilizzato per la panificazione e per minestre. → Kamut : non è il nome di una tipologia di grano, ma il marchio commerciale che la società Kamut International ltd ha posto su una varietà di frumento registrata negli Stati Uniti con la sigla QK-77. In realtà si tratta del Frumento orientale o grano grosso o Khorasan appartenente allo stesso gruppo del grano duro, è originario della fascia compresa tra l’Anatolia e l'Altopiano iranico. Presenta un elevato contenuto proteico, in generale superiore alla media dei frumenti duri e teneri, e buoni valori di beta-carotene e selenio. mais: È largamente impiegato nel settore alimentare in diversi settori con svariati usi. Il germe rappresenta il 10-14% della cariosside, la quale si presenta grande e piatta (circa 350 mg), e il pericarpo (5-6% della cariosside) è rivestito da uno strato ceroso. Il germe viene allontanato con due processi differenti, uno a secco per la produzione di farine; oppure si applica una degerminazione a umido tramite l'utilizzo di vapore quando il chicco viene impiegato per ottenere uno dei principali addensanti dell'industria alimentare, l'amido di mais. L'amido di mais è diffusissimo nell'industria alimentare come addensante, dal quale poi attraverso processi abbastanza complessi di natura enzimatica e separativa si ottengono degli sciroppi zuccherini a base glucosio e fruttosio largamente utilizzati nell'industria alimentare. Dal punto di vista alimentare comunemente è più noto sotto forma fiocchi, pop corn, chicchi sotto forma di conserva vegetale; farina di mais (prodotti senza glutine e polenta), dal germe si ottiene l'olio di mais. La cariosside di mais è estremamente dura, ciò è dovuto al fatto che il legame presente tra amido e proteine è estremamente forte, persino maggiore di quello presente nel grano duro. È talmente forte che non viene indebolito nemmeno dalla presenza di acqua e non è ancora stata definita la natura di questo legame talmente si presenta così particolare, diverso da quello presente nel grano anche per l'assenza di glutine. L'endosperma del mais, esternamente presenta delle cellule abbastanza grandi con pareti sottili e all'interno di esse i granuli di amido possono essere di due tipologie. Possono essere granuli di amido sferici ricoperti da un velo (costituito da proteine), con un legame debole tra proteine e amido, e da un sistema poco compatto ( endosperma interno) ; oppure i granuli di amido possono essere esagonali, ricoperti interamente e compattati l'uno sull'altro da una matrice proteica ( endosperma esterno ). Nel caso dell'endosperma esterno, la perdita naturale di acqua, e la maggiore forza di legame, porta al compattamento dei granuli di amido. Nell'endosperma interno la rottura porta alla formazione di spazi tra i granuli e li mantiene sferici. Nel caso dell'endosperma esterno la perdita di acqua porta a compattare i granuli di amido tra loro (non c'è un allontanamento). se lo stato vitreo è compatto il legame tra amido e proteina è molto forte.
La formazione della struttura vitrea piuttosto che opaca è legata al momento dell'essiccamento, poiché la rottura dei legami durante l'essiccamento porta alla formazione di spazi tra i granuli di amido e li mantiene sferici. Il legame è importante nel determinare varietà di mais e l'utilizzo che si fa di una varietà rispetto ad un'altra per i vari scopi alimentari. Riso: ( Lunghezza 5- 8 mm) È un cereale vestito, per cui la cariosside viene raccolta coi tegumenti esterni (pula o lolla) che rappresentano fino al 20% della cariosside. L'operazione di sbramatura comporta la rimozione della lolla o pula, ovvero le brattee esterne. La pula è ricca di cellulosa (25%), lignina(30%), arabinoxilani (15%) e ceneri (21%- contiene molta silice). Ha basso valore commerciale. Dall'operazione di sbramatura si ottiene il BROWN RICE=pericarpo (2%), endosperma (fino al 94%) e germe (2%), è stata tolta la pula. Da questo per ottenere il riso bianco è necessario procedere con altre operazioni di eliminazione degli strati esterni fino al riso raffinato bianco. Osservando l'interno della cariosside di riso, si osserva una differenza tra gli strati interni di endosperma interno ed esterno. L’endospema è duro e vitreo con pareti cellulari sottili. Nell' endosperma interno vi sono granuli di amido esagonali di piccole dimensioni 2-4micron, all'interno è quasi tutto amido e il contenuto proteico è abbastanza ridotto. Se si va alla ricerca di proteine, queste si trovano all' esterno , in cui i granuli di amido sono sempre esagonali ma dalle dimensioni maggiori e si possono osservare dei corpuscolati proteici che vanno a ricoprire i granuli di amido. orzo: cariosside raccolta con i tegumenti esterni (vestito),legati fortemente al pericarpo – cereale vestito. Oggi, grazie a tecniche di incrocio e selezione sono state create varietà in cui è più facile la rimozione degli strati più esterni. Uno dei modi per riconoscere le farine di natura diversa è quella di andare ad esaminare i granuli di amido; nel caso dell'orzo, infatti, si osserva una matrice proteica che va a ricoprire i granuli di amido presenti in due dimensioni, alcuni sono sferici e quindi molto piccoli e alcuni lenticolari e quindi molto grandi. Lo strato aleuronico è costituito da strati cruscali (pericarpo) e da uno strato di cellule aleuroniche multi stratificate. Tra questo strato esterno e l'endosperma si trovano via via i granuli di amido di dimensioni diverse e le pareti cellulari che vanno a costituire l'endosperma, sono particolarmente ricche di una serie di carboidrati complessi che appartengono alla famiglia dei betaglucani. Questi rendono il chicco importante da un punto di vista nutrizionale, riscoperto negli ultimi anni per questa sua particolarità. È molto importante in panificazione come ingrediente aggiuntivo, il malto d'oro viene infatti utilizzato come arricchente delle farine e ne garantisce una particolare funzionalità. segale: -Cereale vestito( cariosside raccolta con tegumenti esterni)
- lo strato aleuronico è costituito da una serie di cellule singola. -Cariosside 6-8 mm per 2-3 mm, grigio-gialla -Granuli d’amido di forma lenticolare (grandi) e sferica (piccoli) -La componente cellulare dell'endosperma, quindi le pareti cellulari, abbonda di arabinoxilani, sfavoriscono la lievitazione e rallentano l'invecchiamento del pane. avena: -Cereale vestito (Cariosside raccolta coi tegumenti esterni (25%)) -Il germe, lungo e grande e contiene enzimi lipolitici (lipasi) molto attive. Per evitare fenomeni degradativi vengono disattivati le lipasi (col calore). -Cariosside caratterizzata da presenza di filamenti -Alta percentuale di grassi e proteine
● 85% delle proteine glutiniche→ 44% gliadine (prolamine, solubili in soluzioni acide e basiche) e 40% glutenine (solubili in soluzioni di etanolo).
- Gliadine sono proteine monomeriche e basso peso molecolare e sono particolarmente ricche di glutammine e per questo riescono a formare legami idrogeno. La gliadina è una proteina estensibile, scarsa elasticità. -Glutenine sono proteine polimeriche ad alto peso molecolare, molto ricche di cisteine e quindi in grado di fermare legami più forti grazie ai ponti disolfuro. le glutenine sono elastiche, dotata di basse estensibilità e in grado di legare i lipidi. ● 15% enzimi, globuline , peptidi e albumine→ sono solubili e svolgono attività enzimatica, albumine→ capacità di creare la schiuma e solubili in acqua e 12% , globuline → 4% caratteristiche tipiche del glutine: Le gliadine non offrono resistenza all’estensione, sono estensibili e influenzano la viscosità degli impasti. le glutenine resistono all’estensione e quindi conferiscono la proprietà dell’elasticità, questo è legato al fatto che gliadine e glutenine reagiscono insieme a formare il glutine che insieme all’acqua da un’impasto visco-elastico grazie alla formazione di legami covalenti e non covalenti, tutti questi legami portano alla formazione del glutine. proteine in altri cereali: le proteine negli altri cereali sono diversi da gliadina e glutenina e quindi non si forma il glutine (impasto visco elastico) mais → proteina principale è la Zeina, una prolamina e costituisce il 44% delle proteine del mais, è la proteina presente nella parte più interna del mais. all’interno dell proteine del mais troviamo un Alto livello di leucina la cui presenza è stata messa in relazione con una grave malattia (pellagra) avena/segale → proteina principale è l'avenida(prolamina), buon bilanciamento di aminoacidi e quindi buon livello di albumina e globulina riso → proteina principale è la orizenina, (contiene percentuale più bassa delle proteine rispetto agli altri cereali,) questa proteine presenta buoni livelli di lisina sorgo → Kafirina (prolamina), molto simile al quadro proteico del mais e miglio e miglio → Alti livelli di leucina, distribuzione proteica simile al mais in endosperma carboidrati: amido → granuli di amido sono diversi nella forma e dimensione, sia da cereale a cereale, che all’interno dello stesso cereale. l’amido stabilisce legami con parte proteica. non troviamo solo amido ma troviamo anche zuccheri semplici, cellulosa e emicellulosa(pentosani). carboidrati complessi e pentosani→Migliorano consistenza e viscosità impasto,aumentano ritenzione gas, possono legare l'acqua e migliorare la consistenza dell’impasto, possono partecipare ai processi durante l’invecchiamento dei prodotti da forno. Amido: costituito da amilosio (25%) e amilopectina (75%). In generale l’amido si trova sottoforma di granuli e le molecole possono essere organizzate in forma cristallina, pura cristallina o amorfa. tipi di cristallo: l’amido si può trovare sotto forma di cristalli. l’amilopectina ha un ruolo importante nella formazione dei cristalli. questi cristalli sono di diverso tipo (cristalli A, B o C) la maggior parte degli amidi cristallizzano i forma A, l’amido retrogrado in forma B ecc… il cristallo di tipo A è formato da 12 unità di glucosio che legano delle molecole di acqua, generalmente sono 4. Più complessa è la struttura B, qui le unità di glucosio sono sempre 12 che legano 36 molecole dia acqua e si forma una sorta di elica dove all'interno ci sono molecole d’acqua che non sono in grado di uscire. Può trasformarsi in amido di tipo A con un trattamento in umido.
Il fatto che l’amilopectina sia la componente predominante nella formazione della forma cristallina è importante per la formazione dei prodotti da forno. amilopectina → molecola molto grande, formata da unità di glucosio e catene, è una componente ramificata… amilosio → si dice che è una catena lineare, formata da 500 a 6.000 unità di glucosio dipende dalla specie e grado di maturazione. Sono apparentemente lineari queste catene ma in realtà ci sono delle ramificazioni minori rispetto all’amilopectina e sono anche loro lunghe e porta anche qui l’amilosio a portare delle eliche, anche qui sono presenti queste ramificazioni anche se meno rispetto all’amilopecitna complessi amilosio-lipidi(raffermimento): l’amilosio forma struttura ad elica perchè all’interno di questa elica si possono formare diverse tipologie di molecole, le più importanti sono le molecole con testa polare e catena idrofobica (struttura degli acidi grassi), all’interno di queste catene di amilosio si possono inserire gli acidi grassi liberi (possono essere gia presenti o li addizioniamo noi), grazie a questo legame (tra amilosio e grassi) ci sono alcune tipologie di grassi utilizzate per rallentare l’invecchiamento dei prodotti da forno, questo legame forma una struttura impermeabile sull’amilosio e rallenta il processo di gelatinizzazione dell’amido e le successive fasi che porteranno al raffermimento. Questo legame con i grassi serve a rallentare questo processo che ha l’amilosio nell’impasto e il successivo invecchiamento. gelatinizzazione dell’amido: processo fondamentale quando si cuoce la pasta e quando formiamo l'impasto di prodotti da forno. Succede quando un prodotto ricco di amido incontra l’acqua e ci sono condizioni di temperature idonee, di fronte a ciò l’amido gelatinizza. Dentro i granuli di amido troviamo amilosio e amilopectina, l’addizione di acqua rompe l’equilibrio, va in contro alla rottura della struttura ad elica dell’amilosio e il granulo si gonfia, l’addizione di acqua continua e l’addizione di calore causa rigonfiamento di queir granuli di amido fino a che l’amilosio fuoriesce dai granuli e va a formare un gel. la gelatinizzazione avviene a temperature diverse in base al tipo di cereale. le temperature generalmente si aggirano intorno ai 60-70%. Processo molto importante per capire cosa succede quando si forma l’impasto e cosa succede nelle fasi di cottura e conservazione dell'impasto. amido in riscaldamento, raffreddamento e conservazione: dopo il riscaldamento dell’amido, si forma questa pasta d’amido che tiene insieme i granuli collassati, struttura a rete, gelificazione (diverso dalla gelatinizzazione) porta alla formazione di questo gel che tiene insieme i granuli di amido collassati e durante la conservazione questo gel evolve, si forma una struttura cristallina, di amilopectina, l’amilopectina retrograda. Durante la conservazione si riformano i cristalli dell'amilopectina che portano all’invecchiamento dei prodotti da forno. Anche l’amilosio non rimane cosi nel tempo, questa struttura a gel diventa una struttura cristallina che si forma con il tempo, si forma più lentamente. è l’amilopectina che retrograda, che era cristallina e torna in questa struttura cristallina e non l’amilosio che forma dei cristalli. Nella complessità del fumetto ci sono dei componenti minori (in quantitativi limitati) che sono vitamine e minerali e grassi. Ci sono poi polisaccaridi complessi che vanno a costituire la fibra costituita dalla parte cellulosica e emicellulosa. La cellulosa→ è un polisaccaride non amido, costituito da unità glucopiranosio,insolubile, conformazione lineare, parzialmente cristallina, il suo contenuto è maggiore nei cereali vestiti
-conservare i cereali in contenitori idonei e con temperatura controllata e sostituire l’aria con gas inerte -refrigerazione: inibizione metabolismo insetti operazioni di preparazione e conservazione: -faccio una selezione -pulitura -condizionamento: separazione del cereale da parte interna e esterna. separazione crusca da endosperma amilifero e rottura dello stesso riducendone la durezza per facilitare la trasformazione in farina cercando di evitare il danneggiamento dell’amido. Condizioni: a 50 gradi Tempistica: 6 ore grano tenero; 24 ore grano duro; 2-4 ore segale. Alla fine del condizionamento si ha una rottura del legame proteine amido, grazie all’acqua. -macinazione (rottura, allontanamento del germe): → serve ad allontanare il germe e ridurre in piccoli pezzi i cereali per arrivare poi a una dimensione dei granuli che costituirà la farina. Quindi dopo la rottura, rimacina ( riduzione in piccoli pezzi), svestimento (allontanamento crusca) in laminatoi a cilindri lisci (azione di pressione e stiramento) e rigati (riduzione dimensioni materiale): estrazione endosperma amilifero mediante laminatoi a cilindri in 6 passaggi, allontanamento parti di scarto. -il prodotto finale va poi setacciato (Setacciamento) per classificazione (plansichters, setacci posti l’uno sull’altro e in movimento) successiva ad ogni macinazione
- Conservazione a 15 °C e 70 % umidità relativa laminatoio a cilindri: attraverso il quale passano le successive operazioni di macinazione. conservazione farine: Silos interni o esterni le farine una volta prodotte vengono conservate nei silos.Circa la scelta fra silos esterni od interni, i pareri sono talvolta controversi. per quantità importanti i silos esterni sono certamente la scelta migliore, soprattutto se consideriamo i costi che i silos interni comportano in termini di maggior investimenti (fabbricato, impianto elettrico antideflagrante). Le farine possono andare incontro a fenomeni di autocombustione, se vengono posizionate internamente occorrono maggiori accorgimenti. ‘farina macinata a pietra’ (grano duro senatore cappelli mise a disposizione i terreni per produrre un grano). A volte sulle confezioni si trova la dicitura ‘farina macinata a pietra’: un procedimento tradizionale – anche se oggi in qualche caso si utilizzano pietre artificiali – che ha il fascino delle cose antiche. In questo modo non si possono ottenere farine molto raffinate – infatti non esiste la farina 00 macinata a pietra –, la grana è più irregolare(che richiamano quelle antiche), e la macinazione a bassa velocità limita il riscaldamento del prodotto, il che dovrebbe contribuire a mantenere intatte le proprietà nutrizionali, anche se oggi esistono procedimenti industriali di macinazione – le cosiddette macine a
cilindri – a bassa velocità che danno al prodotto caratteristiche nutrizionali del prodotto analoghe a quella della farina ottenuta con la macinazione tradizionale. Le pietre delle macine possono essere naturali, ovvero graniti estratti da cave molto duri e resistenti all’abrasione oppure possono essere di malte cementizie ovvero conglomerati costruiti artificialmente appositamente per questo scopo. Nella molitura tradizionale a pietra, normalmente la resa è inferiore ai cilindri e tale lavorazione risulta più idonea per la produzione di farine integrali o semi-integrali in quanto in esse si riesce a preservare la presenza del germe di grano che venendo “sminuzzato” dalle pietre in piccole particelle rimane intrappolato all’interno di queste farine. In questo caso il grano deve essere macinato a secco, ovvero con la sua naturale umidità oppure con un condizionamento molto leggero altrimenti, soprattutto quando la velocità di rotazione delle pietre è bassa, può innescarsi un fenomeno che si chiama impastamento. non sono prodotti artigianali ma comunque industriali. passando dal cereale al frumento:
- diminuisce la parte grassa, perché non c'è più il germe -aumenta l’amido -le proteine rimango invariate -in alcuni casi osserviamo anche una diminuzione delle ceneri Farina: legge 580 del 67’ →“Regolamento per la revisione della normativa sulla produzione e commercializzazione di sfarinati e paste alimentari”. regola la lavorazione e il commercio dei cereali Farina di grano tenero o farina: prodotto ottenuto dalla macinazione e conseguente abburattamento del grano tenero liberato dalle sostanze estranee e dalle impurità. Farina integrale di grano tenero: prodotto ottenuto direttamente dalla macinazione del grano tenero liberato dalle sostanze estranee e dalle impurità. -l’umidità è un fattore fondamentale, l'umidità massima deve essere del 14,5%. -la sostanza secca o ceneri (quello che rimane quando brucio la farina) il valore massimo aumenta dalla farina 00 a quella integrale. -le proteine (su 100 parti di sostanza secca) come valore minimo devono essere pari a 9 nella farina 00, 11 nella farina 0 e pari a 12 nella farina 1,2 e integrale la differenza tra la farina di grano tenero e farina integrale di grano tenero è che c’è l’ abburattamento → si intende la resa di macinazione. parto da 100 kg di grano quanta farina ottengo? abburattamento: Con il termine tasso di abburattamento o resa di macinazione si definisce la quantità di farina (in kg) ottenuta macinando 100 kg di grano.
La diffusione dell’impasto è un fenomeno legato alla viscosità dell’impasto e a un equilibrio tra viscosità e elasticità. Il processo di impastamento può variare per :
- presenza, o meno, di fasi di riposo,
- durata,
- energia apportata nell’unità di tempo. Solitamente attuato a T ambiente Si è soliti distinguere nell’impastamento due fasi :
- Impastamento a bassa velocità per breve periodo (ca. 5 min.) → in cui gli ingredienti sono miscelati. In questo periodo sono possibili eventuali interventi per correggere la consistenza del prodotto. la fase a bassa velocità ha la finalità di idratare i componenti della farina, al termine dobbiamo avere un’idratazione ottimale, tutti i componenti della farina devono essere venuti a contatto con l’acqua e nessuna delle particelle deve rimanere priva di idratazione.
- Impastamento ad alta velocità→ si ha lo sviluppo dell’impasto. Dunque dopo la fase a bassa velocità avviene lo sviluppo dell’impasto. apportando energia meccanica e manuale, dal punto di vista strutturale sforzo le proteine ad assumere struttura aperta, in particolare la glutenina, le catene di glutenina danno continuità all’impasto. Il ruolo della gliadina è diversa, la loro azione è di indebolire i legami per favore l’apertura di queste catene. La gliadina e l’amido non riescono a dare continuità all’impasto. il ruolo principale lo hanno le proteine (glutenina e gliadina). nella struttura glutinica rientrano anche altri fattori che contribuiscono alla formazione dell’impasto e sono:
- i grassi → ottimi emulsionanti e servono a stabilizzare l’impasto, stabilizzano le bolle di aria.
- i pentosani → (carboidrati complessi) capacità di legare l’acqua, aumentando la viscosità dell'impasto e rallentano la perdita di gas dell’impasto. (nell’impasto non c'è solo aria ma anche altri gas come l’anidride carbonica). l'anidride carbonica quindi rimane all’interno dell'impasto. -quando si forma l’impasto, l’amido è composto da granuli rotti, dove poi essi vanno a formare zuccheri semplici che possono essere attaccati dal lievito e rendere quindi gli zuccheri fermentescibili (fermentazione). AMIDO: granuli rotti: depolimerizzazione con formazione di zuccheri fermentescibili ad opera di amilasi Inoltre, l’amido con l’acqua ed il calore crea un impasto viscoso (gelatinizzazione) che forma un gel (gelificazione) dopo cottura. Durante la conservazione del pane, l’amido (amilopectina) cristallizza attraverso la retrogradazione e contribuisce all’indurimento (effetto più importante nel raffermimento del pane). sviluppo impasto, Interazioni chimiche e fisiche: le proteine formano legami covalenti: PROTEINE: legami S-S “in” e “tra” catene polimeriche. Legami forti che stabilizzano anche altri legami. Legami non-covalenti:
- legami a H (glutammina [gliadine] e gruppi idrossilici [pentosani-amido])
- interazioni idrofobiche (aa non polari sono numerosi nella farina. Aumentano forza con aumento della temperatura stabilità in cottura)
- legami ionici: energia comparabile a legame covalente, sale influenza molto la reologia dell’impasto.
- legami di van der Waals tra atomi che sono vicini elementi di una impastatrice:
- VASCA (fissa o mobile)
- DISPOSITIVO DI IMPASTAMENTO (uno o due alberi, se verticale)
Lievito: cellule viventi per lo più di saccharomyces cerevisiae, che vengono impiegate in panificazione sotto forma di lievito compresso. Il lievito produce lievitazione perché riesce a trasformare gli zuccheri fermentescibili in etanolo e anidride carbonica. Lievito naturale o acido: è un impasto di grano tenero ( ma oggi anche di altri cereali), lasciato lievitare spontaneamente, in modo che possa presentare contemporaneamente una doppia microflora per lo più di lattobacilli. microflora del lievito naturale : deriva da una contaminazione ambientale delle materie prime; le condizioni di lavorazione favoriscono lo sviluppo di particolari microrganismi e consentono il mantenimento della microflora, che comunque non è assolutamente costante nel tempo lievitazione con solo lievito compresso e quella naturale → la seconda lievitazione è più complessa perché bisogna lavorare molto l'impasto per mantenere la microflora lievito compresso (o di birra) Talvolta il lievito è denominato erroneamente lievito naturale. Il lievito compresso è solo il lievito saccharomyces cerevisiae. -Il lievito compresso fresco, si conserva a 2-7 gradi per 3-4 settimane e bisogna aggiungere altri ingredienti -il lievito in forma secca ha durata molto piu lunga e puo stare a temperatura ambiente ed è sia in forma secco attivo che in forma secca istantanea -lievito in forma semiliquida è usata in lavorazioni più artigianali, con tempi di conservazione più bassi. Il lievito secco che necessita di riattivazione è formato da una serie di palline abbastanza grandi che sono rivestite di cellule di lievito inattive che proteggono quelle interne ancora vive. Il prodotto necessita di essere posto in acqua tiepida con dello zucchero per essere riattivato. Il lievito secco istantaneo, invece, non ha il rivestimento protettivo e viene mescolato direttamente con gli ingredienti asciutti, ma si consiglia di usare acqua a temperatura sui 37 gradi. In italia esiste un decreto che elenca le norme in materia di lavorazione e commercio del pane. L’art. definisce il lievito e crema di lievito. è una definizione poco specifica e non aggiornata → così hanno deciso di attuare un nuovo decreto. DDL n.600 S “disposizioni in materia di produzione e vendita del pane”. Art.
Viene definito in maniera più specifica il lievito e anche nelle diverse categorie, nella crema di lievito, lievito e lievito secco. per «lievito» si intende un organismo unicellulare, tassonomicamente appartenente, non limitatamente, alla specie Saccharomyces cerevisiae,avente la capacità di fermentare gli zuccheri derivanti dalla degradazione dell'amido in alcool e in anidride carbonica(zuccheri fermentascibili) assicurando la formazione della pasta convenientemente lievitata. → È ammesso l'uso di specie di lievito tassonomicamente affini alla specie Saccharomyces cerevisiae e con simile capacità di fermentazione. Lievito naturale: A volte il lievto naturale viene associato alla pasta madre ma non è propriamente cosi perchè la pasta madre è «miscela di farina di frumento e/o di segale e acqua, eventualmente con aggiunta di sale, fermentata da batteri lattici e lieviti spontanei (da farina e ambiente) che ne determinano la capacità di acidificazione e lievitazione. Queste attività sono ottenute e ottimizzate attraverso rinfreschi consecutivi». il lievito naturale è legato alla tecnica dei rinfreschi. Rinfreschi → aggiunta di acqua e farina all’impasto già esistente a cui segue un periodo più o meno lungo di fermentazione. Questo permetterà al lievito di arricchirsi di nutrienti e rimanere vitale portando in fase logaritmica di crescita i suoi componenti. Importante nella produzione di pasta madre è il binomio(rapporto) tra batteri lattici e il lieviti perchè ognuna di queste entità ha le sue funzioni, in particolare i batteri lattici acidificano il lievito naturale con pH fondamentale (3.5-4.3), acido lattico e acido acetico in rapporto 3:1. L’Acido lattico: aumenta l’elasticità al glutine. Acido acetico: maglia glutinica più corta e rigida. Cicli di lievito naturale: Mostra come si passa dalla pasta madre, attraverso la tecnica dei rinfreschi (si può fare fino a 3 rinfreschi), del lievito naturale. nell’art.9 è definito pasta madre → l'impasto ottenuto con farina e acqua, sottoposto a una lunga fermentazione naturale acidificante utilizzando la tecnica dei rinfreschi successivi al fine di consentire la lievitazione dell'impasto. La fermentazione deve avvenire esclusivamente a opera di microrganismi
bicarbonato d’ammonio → vantaggioso perché non residuano sali e si decompone con il calore. Svantaggioso pero perche si puo usare solo per prodotti in cui residua pochissima acqua Bicarbonato di sodio →Si utilizzano degli agenti lievitanti acidi. vantaggi: economico, sicurezza e facilità impiego e purezza del prodotto commerciale. svantaggi: il residuo salino impatta favorevolmente l'aroma del prodotto e si possono sviluppare gas anche nella fase dell’impasto avendo una lievitazione che impatta negativamente sul prodotto e quindi lievita poco. acidi che si utilizzano sono: Fosfato monocalcico (E 450) → reagisce con bicarbonato di sodio e porta alla produzione di anidride carbonica. es. domanda d’esame → cosa servono i vari additivi all’interno dell’etichetta Gas che si formano durante la lievitazione: CO 2 → viene fuori dell'attività fermentativa dei lieviti o da bicarbonati. Ha elevata solubilità in acqua. ARIA → fondamentale nell’impastamento perché forma le alveolature e aumenta il volume. L’azoto ha una bassa solubilità in acqua NH 3 → si sviluppa per decomposizione del bicarbonato di ammonio, non lascia sali residui ma deve essere utilizzato in prodotti con bassa umidità finale VAPORE ACQUEO → si sviluppa dall’acqua e ha un effetto limitato a causa dell’alta temepratura di ebollizione ETANOLO → l’etanolo molto solubile in acqua, evapora. Si origina dall’attività fermentativa dei lieviti Modalità di lievitazione:
- Lievitazione fisica: Incorporamento di aria nell’ impasto: impastatrici ad intenso lavoro meccanico dotate anche di sistemi di insufflamento di aria. Esempi: meringhe, pan di Spagna In questa lievitazione aiuta l'impiego di sostanze grasse solide, dotate di buone plasticità, influenza capacità trattenimento aria, ottimo sviluppo prodotto e buona struttura.
- Lievitazione per laminazione: tipica degli impasti a strati, formati da tanti strati sottili di impasto, ricoperti di grasso( compattamento di strati sottili di impasto e grassi) , impasto impermeabile al vapore acqueo che si sviluppa e esercitando una pressione interna, provoca il sollevamento dell’impasto e l’aumento di volume del prodotto. formatura: durante le operazioni di formatura, soprattutto se lievitazione biologica con procedura naturale, la lievitazione continua anche nel momento in cui andiamo a formare l’impasto. Cottura: Processo in cui l’impasto aumenta di volume per l’espansione dei gas e dove si ha la solidificazione del film elastico che circonda ogni bolla di gas. Significativi cambiamenti chimico-fisici a carico dei componenti. Modificazione dei costituenti della farina (amido) che diviene assimilabile. Da essa dipendono i caratteri organolettici e l'assetto, nonché la conservabilità. fase finale dei prodotti da forno, indispensabile perché dalla cottura dipende la conservazione del prodotto e poi si va a impartire al prodotto quelle caratteristiche di aroma e sapore e aspetto. La cottura è un processo per rendere l'alimento maggiormente conservabile, sviluppo di aroma e di aspetto. Temperatura di cottura: Il primo fattore importante è regolare la temperatura dell’ambiente in cui avviene la cottura. L'ambiente di cottura è un forno. Si fornisce calore, fa evaporare l’acqua in eccesso e formazione della crosta. la distribuzione del calore avviene per convezione e conduzione. Al momento in cui inseriamo l'impasto nel forno accade che: nella parte interna → mollica:
- l’amido: per effetto della temperatura porta a una depolimerizzazione enzimatica dell’amido e poi la gelatinizzazione. I granuli di amido iniziano a gonfiarsi e durante il raffreddamento abbiamo la cristallizzazione
- i lieviti: all’inizio lavorano, quando la temperatura è ancora bassa, riescono a portare alla formazione di gas (co 2 ) per la lievitazione, poi superata una certa temperatura i lieviti muoiono. l'alveolatura è dovuta dall’espansione di anidride carbonica nelle bolle di aria.
- l’acqua: presente partecipa al processo della gelatinizzazione dell’amido, a un certo punto però evapora e quindi il processo di gelatinizzazione non avverrà ulteriormente.
- glutine:il calore denatura la parte proteica e porta legami tra catene di glutenina, l’acqua è assente perché coinvolta nella gelatinizzazione e si forma così un film proteico sulle bolle di gas.
- i grassi: fondono ma soprattutto hanno la funzione di essere ottimi emulsionanti e quindi riescono a stabilizzare le bolle di aria e poi interagiscono con altri costituenti in particolare con amilosio che si forma una sorta di pellicola impermeabile all’acqua sulla superficie di amilosio e porta a rallentare il processo di gelatinizzazione. il rapporto tra grassi e amilosio è importante per evitare il raffermimento.
