IT201800003985A1 - Procedimento per la formazione di emulsionanti e coadiuvante per la preparazione di prodotti alimentari da forno - Google Patents
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Description
TITOLO
PROCEDIMENTO PER LA FORMAZIONE DI EMULSIONANTI E
COADIUVANTE PER LA PREPARAZIONE DI PRODOTTI
ALIMENTARI DA FORNO
DESCRIZIONE
Il presente brevetto è attinente i coadiuvanti per la preparazione di prodotti alimentari da forno e in particolare concerne un nuovo procedimento per la formazione di emulsionanti senza utilizzo di additivi tecnologici o chimici. Il presente brevetto riguarda anche il coadiuvante completamente naturale, comprendente batteri lattici ed enzimi, per la preparazione di prodotti alimentari da forno.
In Italia attualmente i metodi di panificazione in uso possono essere divisi nelle seguenti categorie:
- Lievito madre
Si tratta del metodo di panificazione più antico. Il lievito madre consiste in un impasto di acqua e farina lasciato a fermentare spontaneamente, nel quale si sviluppano e si conservano alcuni lieviti e una microflora che variano in base all’ambiente e alle materie prime utilizzate.
Il lievito madre normalmente contiene batteri lattici di vario tipo e una piccola parte di lieviti. Nel lievito madre si riscontra la presenza di microorganismi che producono enzimi, acido lattico e acido acetico.
L'utilizzo del lievito madre nella panificazione ha alcuni inconvenienti: difficoltà di conservazione, richiede una maggior manodopera, richiede tempi di lievitazione molto lunghi, non garantisce la standardizzazione del prodotto finito. Se l'acidità del lievito madre è elevata, questa apporta sapori sgradevoli e indebolisce la maglia glutinica dell'impasto ottenuto. Nel mercato si sta diffondendo sempre più interesse per i prodotti realizzati con questo metodo, percepito dal consumatore come “autentico” e “salutare”. Tuttavia, proprio per queste peculiari caratteristiche, ossia vitalità, variabilità del rapporto tra lieviti e batteri, necessità peculiari di modalità di conservazione, lunghi tempi di lievitazione, eccetera, il lievito madre non ha avuto utilizzo in sede industriale, risultando impiegato solo per alcuni specifici solo per alcuni specifici prodotti della tradizione, come ad esempio per la produzione del panettone.
- Metodo indiretto
Si tratta di un impasto a 2 fasi: nella prima fase si prepara un pre-impasto (biga o poolish, che si differenziano tra loro a seconda di quanta acqua e a quanto lievito si utilizza); nella seconda fase si inseriscono tutti gli altri ingredienti presenti in ricetta. Questo è un metodo di lavoro considerato tipico della tradizione e che garantisce un alto livello qualitativo, pur presentando diversi tipi di svantaggi: necessita di farine di forza, più costose, richiede tempi di lievitazione molto lunghi, necessita di un elevato controllo dei parametri di temperatura e tempi di fermentazione, necessita l'uso di celle di fermalievitazione, non garantisce una qualità standard nel prodotto finito.
- Metodo diretto con additivi
Secondo il reg. (CE) 1333/2008 articolo 3 comma 2, si applica la seguente definizione:
a) per "additivo alimentare" s'intende qualsiasi sostanza abitualmente non consumata come alimento in sé e non utilizzata come ingrediente caratteristico di alimenti, con o senza valore nutritivo, la cui aggiunta intenzionale ad alimenti per uno scopo tecnologico nella fabbricazione, nella trasformazione, nella preparazione, nel trattamento, nell'imballaggio, nel trasporto o nel magazzinaggio degli stessi, abbia o possa presumibilmente avere per effetto che la sostanza o i suoi sottoprodotti diventino, direttamente o indirettamente, componenti di tali alimenti;
Gli additivi devono essere dichiarati in etichetta e sono comunemente riconosciuti come numeri di tre cifre preceduti dalla lettera E.
Il metodo di impasto diretto è quello in cui tutti gli ingredienti vengono miscelati insieme in un’unica fase. Si tratta del metodo di lavoro più pratico e veloce ma anche quello che garantisce performance inferiori. Per questo motivo a partire dagli anni ’50 sono stati introdotti nell’industria della panificazione diversi tipi di additivi, principalmente mono e digliceridi degli acidi grassi E471, esteri dei mono e digliceridi degli acidi grassi E472 e acido ascorbico E300. Mentre gli E471 ed E472 vengono aggiunti direttamente agli impasti, l'acido ascorbico può essere utilizzato anche da parte dei molini come agente di trattamento della farina. Al contrario di molti altri additivi non ne rimane traccia nel prodotto finito dopo cottura, poiché viene denaturato dalle alte temperature, perciò può non essere dichiarato in etichetta e considerato al pari di un coadiuvante tecnologico pur essendo additivo.
Gli E471 vengono utilizzati nel settore del bakery come emulsionanti, grazie alla loro struttura chimica. I tre gruppi ossidrile (OH) del glicerolo rendono questa molecola polare e quindi solubile in acqua. Nei mono e digliceridi degli acidi grassi sono presenti uno o due gruppi ossidrile "occupati" dagli acidi grassi che per condensazione si sono legati alla molecola di glicerolo. Gli acidi grassi sono molecole apolari, perciò insolubili in acqua. Queste molecole, costituite da una parte polare e una apolare vengono definite anfipatiche.
Gli E471 dispongono le loro teste polari verso l'esterno e le code apolari verso l'interno formando delle micelle, si dispongono tra la superficie delle due fasi immiscibili (acqua/sostanze a base acquosa e olio/grasso) riducendo così la tensione interfacciale stabilizzando il sistema.
Un'emulsione è un sistema instabile costituito da due parti immiscibili tra loro, perciò più si rende questo sistema stabile, maggiore sarà la manifestazione dell'effetto emulsionante, dunque l'alimento avrà una maggiore stabilità e tutte le sue componenti riusciranno a stare legate tra loro.
Nel metodo diretto i tempi di lievitazione sono molto più brevi e inoltre possono essere utilizzate farine di bassa forza, quindi economiche. L'impasto è molto stabile ed è garantita una buona standardizzazione dei prodotti finiti. Il profilo organolettico non è però ottimale, e inoltre gli additivi utilizzati devono essere specificati in etichetta.
- Metodo diretto con coadiuvanti
Secondo il Reg. (CE) 1333/2008 articolo 3 comma 2, si applica la seguente definizione:
a) per "coadiuvante tecnologico" s'intende ogni sostanza che:
i) non è consumata come un alimento in sé;
ii) è intenzionalmente utilizzata nella trasformazione di materie prime, alimenti o loro ingredienti, per esercitare una determinata funzione tecnologica nella lavorazione o nella trasformazione; e
iii) può dar luogo alla presenza, non intenzionale ma tecnicamente inevitabile, di residui di tale sostanza o di suoi derivati nel prodotto finito, a condizione che questi residui non costituiscano un rischio per la salute e non abbiano effetti tecnologici sul prodotto finito.
Negli ultimi 20 anni i miglioratori di sintesi sono stati progressivamente sostituiti da diverse categorie di enzimi di origine fungina o batterica. Gli enzimi sono dei catalizzatori biologici tipicamente di natura proteica, perciò dal punto di vista molecolare presentano delle strutture complesse (struttura quaternaria). Un'altra caratteristica fondamentale consiste nella loro altissima specificità. Alfamilasi, xilanasi, proteasi, lipasi, cellulasi sono solo alcuni esempi delle famiglie di enzimi che sono stati introdotte nei coadiuvanti che permettono di ottenere prodotti finiti di ottimo livello, pur realizzando impasti veloci e di semplice gestione con metodo diretto.
A titolo esemplificativo, attualmente, nei coadiuvanti che utilizzano enzimi, l'effetto emulsionante è ad esempio ottenuto mediante l'utilizzo delle lipasi, con gli inconvenienti di seguito descrittti.
L'azione delle lipasi sui grassi è quella di staccare dal glicerolo acidi grassi a corta catena (C4:0 a C8:0), media catena (C10:0 e C12:0) e lunga catena (C14:0 a C18:0). Acidi grassi a corta catena come butirrico, caprilico e capronico possono impartire al prodotto odori sgradevoli, forti, pungenti; mentre gli acidi grassi a media catena sono responsabili del gusto saponoso. Inoltre dall'ossidazione di acidi grassi insaturi liberi si ottengono chetoni e aldeidi che rilasciano odori di rancido.
Lo scopo del presente trovato è quello di ottenere un impasto privo di miglioratori o emulsionanti chimici o di lipasi, ma avente comunque i vantaggi degli impasti utilizzabili nei metodi diretti.
Il lievito di birra comunemente utilizzato in panificazione (Saccharomyces cerevisiae) in condizioni di anaerobiosi effettua la fermentazione alcolica. Inizialmente, per motivi di bilanciamento ossidativo, il metabolismo è spinto verso la fermentazione gliceropiruvica, dunque verrà prodotto un alcol trivalente: il glicerolo.
Questa molecola è la base per far sì che vengano prodotte naturalmente le molecole emulsionanti come mono e digliceridi degli acidi grassi ed esteri dei mono e digliceridi degli acidi grassi.
Se nel sistema è presente solo Saccharomyces cerevisiae mancheranno prodotti di fermentazione quali acidi grassi e carbossilici che si esterificano con il glicerolo.
Perciò vengono selezionati dei microrganismi con un diverso tipo di metabolismo: i batteri lattici.
Quando si parla di batteri lattici si fa riferimento a diversi generi (Streptococcus, Lactococcus, Lactobacillus, Pediococcus, Oenococcus, Leuconostoc ecc), che possono essere suddivisi in base al loro metabolismo in omofermentanti, eterofermentanti obbligati ed eterofermentanti facoltativi.
Essendo il presente trovato rivolto a prodotti da forno, al fine di ottenere un profilo aromatico completo ed equilibrato sono stati selezionati diversi tipi di batteri lattici eterofermentanti, ossia che non producono solo acido lattico. A titolo di esempio, sono particolarmente ed efficacemente utilizzabili i batteri lattici del tipo Lactobacillus Sanfranciscensis, Lactobacillus Rossiae, Lactobacillus Plantarum.
Nel nuovo coadiuvante oggetto della presente invenzione è utilizzato un numero di colonie di batteri lattici pari al numero di CFU/gr presenti nella pasta madre.
In particolare, nel nuovo coadiuvante oggetto della presente invenzione è utilizzato un numero di colonie di batteri lattici pari al numero di CFU/gr presenti tipicamente dopo 72 ore di fermentazione nel lievito madre (impasto di acqua e farina lasciato fermentare spontaneamente), quindi si tratta di circa 1x10^9 CFU/gr che rappresentano l’80% della popolazione microbica totale.
Inoltre viene utilizzata una miscela di enzimi, o blend enzimatico, che permette di avere un'ampia disponibilità di zuccheri a cinque atomi di carbonio, per due motivi: 1) sono accessibili solo ai batteri lattici; 2) verrà prodotto sicuramente acido acetico.
Nel caso in cui invece fossero disponibili solo zuccheri a sei atomi di carbonio, i microorganismi entrerebbero in competizione perché questo tipo di zucchero è accessibile sia ai batteri lattici che ai lieviti. Quest’ultimi essendo molto competitivi lo utilizzerebbero in gran parte a discapito dei batteri lattici che potrebbero riprodursi ed effettuare il loro metabolismo in maniera molto limitata. Per risolvere questo problema vengono scelti degli enzimi che permettono di ottenere zuccheri a cinque atomi di carbonio. I lieviti non hanno sulla loro membrana plasmatica le permeasi necessarie per far entrare all’interno della cellula questo tipo di zucchero, questo dunque resta disponibile solo ai batteri lattici che possono effettuare il loro metabolismo senza alcun tipo di competizione.
Nel nuovo coadiuvante oggetto della presente invenzione, la funzione chiave è data dalla presenza dell’enzima xylanasi.
Anche se tutte le xylanasi sono endo attive, esse possono mostrare una variazione in termini di sottoprodotti. Alcuni enzimi generano principalmente xylosio e xylobioso e altre principalmente xylotriosio o un range di altri prodotti oligosaccaridi. In existase è stata selezionata una xylanasi che idrolizza i legami beta-(1,4)-D-xylosidico nell’arabinoxylano, rimuovendone xylosio dall’estremità non riducente.
Le xylanasi vengono prodotte dalla fermentazione sia di batteri che di funghi. L’enzima che è una specifica proteina, viene separata e purificata dal microrganismo di partenza, di cui non restano tracce.
A questo punto sono presenti tutti i fattori necessari per far sì che avvengano processi di esterificazione in modo naturale: alcol (glicerolo) e acidi grassi (acido lattico e acido acetico). Per condensazione si crea un legame estere tra glicerolo e acido lattico o acido acetico o entrambi, che porta alla formazione di molecole emulsionanti come: esteri dei mono e digliceridi degli acidi grassi, esteri lattici, esteri acetici. Di seguito alcune strutture molecolari di esempi.
1-lattato di glicerile
1-acetato di glicerile
1 -lattato-2-acetato di glicerile
1-2-lattato di glicerile
La corretta selezione dei batteri lattici e degli enzimi, ha permesso di dettare le condizioni per far sì che si creino emulsionanti, che normalmente sono di origine sintetica, in modo naturale, perciò non necessitano di essere dichiarati in etichetta.
Il nuovo procedimento per la formazione di emulsionanti naturali prevede l'utilizzo di:
- nuovo coadiuvante oggetto della presente invenzione, a sua volta comprendente batteri lattici ed enzimi come sopra descritto;
- lievito di birra o Saccharomyces cerevisiae, dal cui metabolismo viene prodotto il glicerolo;
Il coadiuvante oggetto della presente invenzione è del tutto naturale e comprende quindi batteri lattici ed enzimi che, grazie alla presenza di lievito di birra nell'impasto, danno luogo, per esterificazione, alla formazione di emulsionanti del tutto naturali.
Si differenzia rispetto alle altre tecniche di panificazione perché viene utilizzato con metodo diretto, mantenendo caratteristiche di praticità e standardizzazione, e allo stesso tempo presenta una microflora simile a quella del lievito madre.
Claims (6)
- RIVENDICAZIONI 1. Procedimento per la formazione di emulsionanti naturali, caratterizzato dal fatto di comprendere l'utilizzo di: • lievito di birra o Saccharomyces cerevisiae, dal cui metabolismo viene prodotto il glicerolo; • batteri lattici eterofermentanti, che producono acido lattico; • enzimi accessibili ai batteri lattici, per la formazione di acido lattico, e dove il processo di esterificazione tra glicerolo e acido lattico o acido acetico o entrambi, porta alla formazione di molecole emulsionanti.
- 2. Procedimento, come da rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il CFU/gr di detti batteri lattici è pari al CFU/gr di batteri lattici contenuti tipicamente dopo 72 ore di fermentazione nel lievito madre.
- 3. Coadiuvante per la preparazione di prodotti da forno, caratterizzato dal fatto di comprendere batteri lattici eterofermentanti ed enzimi.
- 4. Coadiuvante, come da rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che detti batteri lattici eterofermentanti sono selezionati tra: Lactobacillus Sanfranciscensis, Lactobacillus Rossiae, Lactobacillus Plantarum.
- 5. Coadiuvante, come da rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che detti enzimi comprendono Xylanase.
- 6. Miscela per la preparazione di prodotti da forno, caratterizzata dal fatto di comprendere: • coadiuvante come da una delle rivendicazioni da 3 a 5; • farina.
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