La decorticazione pre-macinazione del frumento: aspetti tecnologici ed igienico sanitari

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1 La decorticazione pre-macinazione del frumento: aspetti tecnologici ed igienico sanitari 1

2 Indice 1. Introduzione 2. Innovazione tecnologica nella macinazione del frumento: la decorticazione pre-macinazione 3. Effetti della decorticazione pre-macinazione sulla performance molitoria e sulle caratteristiche degli sfarinati e dei prodotti finiti 4. Miglioramento della qualità igienico sanitaria della granella e degli sfarinati 5. Valorizzazione dei sottoprodotti della macinazione 6. Conclusioni e suggerimenti per le aziende molitorie 7. Bibliografia 2

3 Riassunto In questi ultimi tempi sta assumendo un crescente interesse tra gli operatori del comparto molitorio il processo di decorticazione pre-macinazione per migliorare le performance molitorie del frumento. L eliminazione preventiva degli strati tegumentali mediante azioni di abrasione e frizione condotte sulla granella, con macchine del tutto simili a quelle utilizzate nella lavorazione del riso, può infatti consentire di semplificare notevolmente il diagramma di macinazione riducendo macchine e passaggi di macinazione. In base ad alcuni studi, il trattamento di decorticazione pre-macinazione sarebbe in grado di: i) aumentare la resa di macinazione, ii) ridurre l attività α-amilasica negli sfarinati (grani germinati), iii) ottenere sottoprodotti caratterizzati da presenza di componenti bioattivi in grado di conferire loro un valore aggiunto, iv) ottenere sfarinati più sicuri dal punto di vista igienico-sanitario (minor presenza di residui di fitofarmaci, metalli pesanti e micotossine) e v) migliori caratteristiche qualitative degli sfarinati (minore presenza di puntature (specks), colore, minore contenuto di ceneri). 3

4 1. Introduzione La macinazione è una pratica antica che si è evoluta nel corso dei secoli passando dai primitivi mortai, alle macine a pietra sino agli attuali laminatoi a cilindri orizzontali. L introduzione di questi ultimi, nel tardo XIX secolo, unitamente alla comparsa dei plansichter e delle semolatrici ha rivoluzionato il processo di macinazione. Successivamente, i notevoli progressi conseguiti nel settore ingegneristico e meccanico hanno consentito di incrementare significativamente la capacità produttiva delle macchine. Tale risultato e la quasi contemporanea introduzione del trasporto pneumatico, hanno comportato un continuo spostamento verso impianti ad elevata produzione per unità di volume occupato. Questa tendenza è continuata, guidata dalle necessità commerciali di contenere i costi per un industria altamente competitiva. Com è noto la finalità della macinazione consiste nella trasformazione delle cariossidi dei cereali in sfarinati e permette di separare l endosperma dalle parti tegumentali e dal germe. L endosperma include la parte amilifera e lo strato aleuronico che nel corso della macinazione è rimosso dalla crusca. L endosperma amilifero è il responsabile della produzione di farina bianca nel processo di macinazione del frumento tenero e della semola raffinata nella macinazione del grano duro. I moderni processi di alta macinazione a cilindri comportano una serie combinata di azioni che includono l apertura/rottura della cariosside, il distacco dell endosperma amilifero dalla crusca (pericarpo), dallo strato aleuronico e dal germe, nonché la riduzione della granulometria dell endosperma a valori inferiori a µm per 4

5 la farina e a 500 µm per la semola attraverso una serie di passaggi nei cilindri dei laminatoi. Le operazione di rottura/frantumazione sono accompagnate da operazioni di separazione (setacciatura) dei prodotti (sfarinati) eseguite dai plansichter e dalle semolatrici. Le operazioni di macinazione prevedono pertanto diversi passaggi, in modo da assicurare che la maggior parte dell endosperma sia convertito in farina o semola e che la maggior parte dei tegumenti/pericarpo sia separata e rimossa come sottoprodotto. Gli attuali sfarinati ottenuti dalla macinazione del frumento sono farine di grano tenero e semola di grano duro, ossia endosperma amilifero il più possibile liberato da parti cruscali, strato aleuronico e germe (Figure 1-2). Il grado di raffinazione delle farine e della semola è misurato attraverso il parametro delle ceneri (sostanze minerali), il tenore delle quali decresce con l aumentare del tasso di raffinazione. Naturalmente maggiore è il grado di raffinazione degli sfarinati più elevate saranno le proporzioni di cariosside eliminate con i sottoprodotti e più basse risulteranno le rese di macinazione. Al contrario, queste ultime si incrementeranno con il diminuire dell intensità della raffinazione. La macinazione moderna in generale, e in particolare quella attuata con una elevata raffinazione degli sfarinati, comporta la perdita di una significativa quantità di nutrienti (proteine, vitamine del gruppo B, sali minerali di interesse nutrizionale) e di fibra alimentare. In particolare viene perso lo strato aleuronico ricco di principi nutritivi plastici (vitamine, sali minerali e proteine solubili di elevato valore biologico) che vengono scartati con i sottoprodotti (crusca e cruschello) destinati all alimentazione animale (Tabella 1). Per quanto riguarda i prodotti di macinazione (Figura 3) in Italia, le caratteristiche degli sfarinati ottenuti dal frumento duro e dal frumento tenero sono fissate da 5

6 parametri legali (DPR. n 187 del 2001) (Tabelle 2-3). Per la semola, che rappresenta il prodotto della macinazione del frumento duro utilizzata per la produzione della pasta, viene imposto un valore massimo di ceneri di 0,90% su sostanza secca. Tale valore è anche quello massimo consentito nelle relative paste di semola di grano duro. In realtà la predetta legge consente anche la produzione di un altra semola meno raffinata, definita semolato, con tenore in ceneri massimo di 1,20% su sostanza secca. 6

7 Barbetta Endosperma amilifero Cellule dell endosperma con granuli di amido Pareti cellulosiche delle cellule ENDOSPERMA Strato delle cellule aleuroniche Epidermide nucellare Testa o spermoderma Cellule tubolari CRUSCA Cellule incrociate Ipodermide Epidermide Scutello Coleoptile Piumetta GERME Radice primaria Pileoriza Coleoriza Figura 1. Sezione longitudinale della cariosside di frumento (tratta da Cubadda e Quattrucci 1996) 7

8 Figura 2. Sezione trasversale della cariosside di frumento (tratta da Cubadda e Quattrucci 1996) 8

9 Figura 3. Frazioni della cariosside di frumento ottenute con la macinazione convenzionale 9

10 Tabella 1. Composizione della cariosside di frumento e delle differenti regioni anatomiche (g/100 g s.s.) Strati Proteine Lipidi Amido Zuccheri Pentosani Cellulosa Minerali riducenti Cariosside 14,0 2,1 68,8 2,3 7,7 2,7 1,9 intera Pericarpo 8,5 tracce tracce tracce 40,5 45,0 5,9 Aleurone 28,2 9,4 tracce tracce 45,2 4,1 12,0 Endosperma 12,0 1,6 82,0 1,6 1,4 0,3 0,6 Germe 30,5 11,8 0 30,5 7,5 2,3 6,2 10

11 Tabella 2. Classificazione merceologica degli sfarinati di frumento tenero (DPR n. 187 del 2001) È denominato farina di grano tenero il prodotto ottenuto dalla macinazione e conseguente abburattamento del grano tenero liberato dalle sostanze estranee e dalle impurità. È denominato farina integrale di grano tenero il prodotto ottenuto direttamente dalla macinazione del grano tenero liberato dalle sostanze estranee e dalle impurità. Le farine destinate alla panificazione sono prodotte nei tipi e con le caratteristiche seguenti: Tipo di denominazione Umidità massima % minimo Su cento parti di sostanza secca Ceneri massimo Proteine min. (azoto x 5,70) Farina di grano tenero tipo 00 14,50-0,55 9,00 Farina di grano tenero tipo 0 14,50-0,65 11,00 Farina di grano tenero tipo 1 14,50-0,80 12,00 Farina di grano tenero tipo 2 14,50-0,95 12,00 Farina integrale di grano tenero 14,50 1,30 1,70 12,00 È tollerata l immissione al consumo di farine di grano tenero con tenore di umidità fino al 15,50 per cento, a condizione che sulla relativa etichetta figuri la dicitura umidità massima 15,50 per cento. 11

12 Tabella 3. Classificazione merceologica degli sfarinati di frumento duro (DPR n. 187 del 2001) È denominato semola di grano duro, o semplicemente semola, il prodotto granulare a spigolo vivo ottenuto dalla macinazione e conseguente abburattamemto del grano duro, liberato dalle sostanze estranee e dalle impurità. È denominato semolato di grano duro, o semplicemente semolato, il prodotto ottenuto dalla macinazione e conseguente abburattamemto del grano duro, liberato dalle sostanze estranee e dalle impurità, dopo l estrazione della semola. È denominato semola integrale di grano duro, o semplicemente semola integrale, il prodotto granulare a spigolo vivo ottenuto direttamente dalla macinazione del grano duro liberato dalle sostanze estranee e dalle impurità. È denominato farina di grano duro il prodotto non granulare ottenuto dalla macinazione e conseguente abburattamento del grano duro liberato dalle sostanze estranee e dalle impurità. Gli sfarinati di grano duro destinati al commercio sono prodotti nei tipi e con le caratteristiche seguenti: Tipo di denominazione Umidità massima % minimo Su cento parti di sostanza secca Ceneri massimo Proteine min. (azoto x 5,70) Semola * 14,50-0,90 10,50 Semolato 14,50 0,90 1,35 11,50 Semola integrale di grano duro 14,50 1,40 1,80 11,50 Farina di grano duro 14,50 1,36 1,70 11,50 *Valore granulometrico alla prova di setacciatura: passaggio staccio con maglie di millimetri 0,180 di luce, massimo 25 per cento. È tollerata l immissione al consumo di sfarinati di grano duro con tenore di umidità fino al 15,50 per cento, a condizione che sulla relativa etichetta figuri la dicitura umidità massima 15,50 per cento. È consentita la produzione, da destinare esclusivamente alla panificazione ed al consumatore, di semola e di semolato rimacinati nonché di farina di grano duro. Negli sfarinati di frumento duro è tollerata la presenza di farina di grano tenero in misura non superiore al 3 per cento. 12

13 2. Innovazione tecnologica nella macinazione del frumento: la decorticazione pre-macinazione Sbramatura Il processo di sbramatura della granella dei cereali è nato dalla necessità di allontanare le glume e le glumelle dalla cariosside. Tale passaggio definito anche sgusciatura è stato applicato alla lavorazione delle cariossidi vestite di cereali quali farro, orzo, riso e ha lo scopo di allontanare gli stati protettivi che racchiudono/avvolgono la cariosside. Decorticazione La decorticazione ha, invece, lo scopo di allontanare le parti periferiche della cariosside (pericarpo e strato aleuronico) (Figura 4). Figura 4. Particolare degli strati esterni della cariosside Il processo di decorticazione allontanando una quantità di prodotto pari a circa il 6-9% del peso della cariosside produce una significativa modificazione nella 13

14 composizione chimico-nutrizionale della cariosside (Figura 5). In particolare nelle cariossidi decorticate si osserva un decremento del contenuto in fibra alimentare, ceneri, lipidi e proteine per l allontanamento del germe, degli strati del pericarpo e dello strato aleuronico (Figura 6). Fibra, solubile, insolubile e totale (g/100 y g (gs.s.) g ) SDF IDF TDF DC Carboidrati disponibile (g/100 g s.s.) % Decorticazione Figura 5. Relazione tra grado di decorticazione e il contenuto in: fibra insolubile (IDF), solubile (SDF), totale (TDF) e carboidrati digeribili (DC) (tratta da Marconi e Cubadda, 2005) 14

15 Lipidi e ceneri (g100 g s.s.) Lipidi Ceneri Proteine Proteine (g100 g s.s.) % Decorticazione Figura 6. Variazione del contenuto in proteine, lipidi e ceneri nelle cariossidi decorticate in funzione del livello di abrasione (tratta da Marconi e Cubadda 2005) Perlatura La perlatura/brillatura è invece un processo che allontana una maggiore quantità di strati periferici della cariosside (30-35%) e che quindi arriva ad intaccare l endosperma amilifero (Figura 7). Tale processo consente di ottenere una granella perlata/brillata adatta alla preparazione di minestre/risotti (orzo perlato, riso brillato). 15

16 Orzo/Frumenti vestiti Ventilazione Separatori con disco carter Calibrazione delle cariossidi 1 passaggio di perlatura Rimozione delle glumelle 2 passaggio di perlatura 3 passaggio di perlatura 4 passaggio di perlatura 5 passaggio di perlatura Rimozione dei residui di giumelle e di parte del pericarpo Rimozione dei residui del pericarpo e di parte del germe Rimozione dei residui del germe e di parte dello strato aleuronico Rimozione completa dello strato aleuronico e dello strato esterno dell endosperma Figura 7. Schema del processo di perlatura dell orzo (tratta da Izydorczyk et al 2002) Il processo di perlatura/brillatura si adatta perfettamente ai cereali che non presentano il solco ventrale (riso, orzo) mentre nel caso del frumento permangono strati tegumentali nell introflessione del solco ventrale (Figura 2). 16

17 Il processo di perlatura/brillatura prevede la rimozione successiva degli strati esterni della cariosside a partire dalle glume, il pericarpo e il germe mediante successivi passaggi di frizione e abrasione operata da rulli. La rimozione delle glume è il primo passaggio della perlatura, che comporta la perdita del 7-14% del peso della cariosside intera. Un ulteriore abrasione comporta la rimozione degli strati più esterni della cariosside (testa e pericarpo), aleurone, strato subaleuronico e germe, lasciando integro l endosperma amilifero. I passaggi successivi rimuovono gli strati più esterni dell endosperma amilifero. Gli scarti di perlatura/brillatura, che ammontano a circa il 30-40% del prodotto iniziale, vengono utilizzati esclusivamente per l alimentazione zootecnica, mentre l orzo perlato trova impiego nell alimentazione umana, soprattutto come ingrediente in zuppe, e minestre. Ultimamente è stato dimostrato che gli scarti del processo di perlatura/brillatura sono particolarmente ricchi in fitosteroli, tocoferoli e tocotrienoli ed hanno un discreto tenore in fibra alimentare solubile ed in composti bioattivi (Marconi 2004), per cui questi sottoprodotti hanno un elevato valore nutrizionale e possono essere utilizzati come ingredienti per la produzione di alimenti funzionali (Marconi et al. 2000; Candigliota et al 2005). Il processo di perlatura può essere applicato con successo anche al frumento e farro (Cubadda e Marconi, dati non pubblicati) per la preparazione di minestre e zuppe. A tal fine sono state effettuate prove di decorticazione/perlatura a differenti livelli ( %). Le valutazioni sensoriali e strumentali hanno evidenziato che all aumentare del grado di perlatura si ha una significativa riduzione del tempo di cottura e della consistenza del prodotto dal momento che la cinetica di idratazione/cottura è favorita dall assenza degli strati tegumentali più impermeabili e ricchi di sostanze fibrose. Sulla base dei risultati ottenuti in 17

18 questa sperimentazione si è osservato che il grado ottimale di decorticazione/perlatura per la realizzazione del frumento/farro perlato da destinare alla produzione di minestre è compreso tra il 12-15%. Tali valori sono infatti un buon compromesso tra caratteristiche nutrizionali e proprietà funzionali e sensoriali. Le cariossidi di frumento/farro perlate tuttavia presentano materiale tegumentale nel solco ventrale della cariosside dove le operazioni di frizione abrasione non possono operare. - Tecnologia della decorticazione pre-macinazione La classica macinazione del frumento prevede operazioni di frantumazione della cariosside seguite da operazioni di setacciatura per separare le parti cruscali esterne dall endosperma amilifero. Il processo di molitura del frumento pertanto non prevede un processo di rimozione degli strati cruscali periferici mediante azioni di abrasione/frizione della cariosside per la presenza di una accentuata invaginazione longitudinale nella parte ventrale inaccessibile all azione smerigliante della decorticazione che pertanto rende solo parzialmente utile tale processo nel caso della macinazione del frumento. La profonda invaginazione dei tegumenti a livello della faccia ventrale della cariosside ha costretto ad adottare operazioni di macinazione articolate e complesse rispetto a quelle di riso od orzo in cui il solco ventrale è assente (Figura 8). 18

19 Riso Frumento Decorticazione Macinazione Figura 8. Sezione trasversale della cariosside di riso e di frumento La decorticazione pre-macinazione, applicata dapprima al frumento tenero per ridurne l attività amilasica nel caso di cariossidi germinate, è stata vantaggiosamente trasferita al frumento duro in quanto si consegue un migliore grado di raffinazione degli sfarinati e la semplificazione del diagramma di macinazione con riduzione del numero delle macchine macinanti. Attualmente, sono noti due sistemi per la decorticazione premacinazione del frumento: la procedura Tkac o sistema TrigoTec e il processo detto PeriTec, diffuso dalla Satake Corporation. La procedura Tkac, consiste in due passaggi di frizione del chicco-chicco, seguiti da tre passaggi di abrasione della cariosside contro superfici abrasive, ognuno dei quali viene effettuato con macchine diverse (Figura 9) (Tkac 1992). Per facilitare l asportazione degli strati tegumentali, le operazioni di frizione e abrasione sono precedute da operazioni di umidificazione mediante aggiunta di limitate quantità 19

20 di acqua. Come indicato da Dexter et al., 1994, Dexter e Wood 1996, ad ogni passaggio di decorticazione si assiste all allontanamento di specifici strati tegumentali, aventi particolari caratteristiche compositive e che vengono raccolti separatamente. 20

21 Granella pulita acqua Condizionamento cella 1 macchina di frizione 2 macchina di frizione prodotto a cella 1 macchina di abrasione prodotto b 1 macchina di abrasione prodotto c aspirazione & raffreddamento Granella decorticata aspirazione bagnatura acqua Condizionamento macinazione Figura 9. Diagramma di decorticazione con il sistema Tkac 21

22 I sottoprodotti delle operazioni di frizione, rappresentati principalmente dal pericarpo, sono costituiti per lo più da fibra, mentre i sottoprodotti delle operazioni di abrasione, in cui è presente lo strato aleuronico, sono caratterizzati da una percentuale maggiore di proteine e fibra alimentare solubile, contrariamente a quanto avviene con il classico processo di macinazione che prevede l allontanamento degli strati esterni della cariosside contemporaneamente (Figura 10). Il processo PeriTec consente l allontanamento delle parti esterne della cariosside mediante operazioni di frizione seguite da operazioni di abrasione, che avvengono però in un unica macchina. Le cariossidi di frumento vengono convogliate nella camera di decorticazione delimitata da una lamina forata e attraversata da un asse centrale avente movimento rotatorio. Nella parte inferiore di questa camera, in prossimità della zona di alimentazione, l asse presenta un profilo a vite. Durante il movimento rotatorio dell albero, le cariossidi di frumento avanzano lungo il profilo della vite andando incontro a fenomeni di frizione e attrito. Nella parte superiore della camera di decorticazione, l asse centrale è dotato di mole abrasive che portano all allontanamento più energico delle parti tegumentali. Inoltre sono presenti dei sistemi di circolazione forzata dell aria per facilitare l allontanamento delle parti abrase. Nella Figura 11 è riportato in forma schematica il decorticatore sviluppato dalla Satake (Satake 1990, 2000). 22

23 Apertura/Rottura Rottura Rottura Rottura Macinazione convenzionale Cariosside Semola Semola Decorticazione Rottura Rottura Macinazione con premacinazione Crusca Semola Solco ventrale Figura 10. Confronto dei processi di macinazione convenzionale e macinazione con decorticazione preventiva della cariosside 23

24 Sezione di abrasione Sezione di frizione Figura 11. Rappresentazione schematica del decorticatore Satake VBW5A 24

25 3. Effetti della decorticazione pre-macinazione sulla performance molitoria e sulle caratteristiche degli sfarinati e dei prodotti finiti La pre-macinazione delle cariossidi di frumento, prima della macinazione vera e propria, rimuove, selettivamente gli strati del pericarpo, lo strato aleuronico ed una parte del germe, così come illustrato in Figura 12 dove sono riportati i risultati istologici di sei sezioni di cariossidi decorticate dal 1,4% al 22%. Dall esame al microscopio, si osserva che la decorticazione all 1,4% agisce fondamentalmente sugli strati cellulari più esterni del pericarpo; la decorticazione al 4,1% asporta gran parte degli strati cellulari del pericarpo lasciando intatto lo strato aleuronico, quest ultimo viene in parte rimosso applicando una decorticazione pari all 8,2%. La perlatura dal 13,7% al 22% in funzione dell intensità del trattamento abrasivo, provoca la rimozione progressiva dello strato aleuronico ricco in principi attivi di grande interesse nutrizionale. 25

26 Figura 12. Scansione con microscopio elettronico delle sezioni del frumento con differenti livelli di decorticazione: a) 0%; b) 1,4%; c) 4,1; d) e) 8,2%; f e g) 13,7%; h) 22,0% (tratta da Laca et al., 2006) 26

27 - Influenza sulla resa di macinazione Il sistema di decorticazone pre-macinazione del frumento permette di ottenere alcuni vantaggi quali la riduzione dei tempi di condizionamento, maggiore capacità produttiva degli impianti di molitura, minori consumi energetici come conseguenza di uno schema molitorio semplificato. Inoltre il processo di decorticazione determina una maggiore facilità di gestione del molino grazie ad un prodotto in circolo più sicuro dal punto di vista igienico sanitario. Per il frumento tenero, gli studi condotti sull inserimento delle operazioni di premacinazione mostrano che tale processo determina un aumento di resa e grado di raffinazione, tuttavia i dati bibliografici sono alquanto discordanti, poiché in alcune varietà di frumento tenero si è evidenziato un peggioramento degli stessi parametri. Secondo tali ricercatori, le differenze riscontrate nella risposta alla macinazione possono essere attribuibili alla morfologia della cariosside. Il trattamento di decorticazione può risultare più efficace se applicato a chicchi tondi e con un solco poco profondo (Henry et al 1987). Nel frumento duro il trattamento di decorticazione consente di migliorare la resa apparente di macinazione (Figura 13). Livelli di decorticazione (LD) pari all 8,3% sono associati ad un aumento del 4% della resa effettiva di macinazione mentre, livelli elevati di decorticazione (LD=19,5%) determinano un allontanamento eccessivo degli strati periferici della cariosside con una diminuzione della resa (Pagani et al 2001). Anche Cubadda e Marconi (dati non pubblicati) hanno osservato che una decorticazione che rimuove il 8-10% della cariosside di frumento duro determina una maggiore resa in semola rispetto allo stessa granella non decorticata, mentre 27

28 un trattamento di abrasione più accentuato provoca un decremento della stessa resa resa apparente resa reale 70 Resa % ND LD 8,3% LD 14,0% LD 19,5% Figura 13. Resa percentuale in semola in funzione del livello di decorticazione (LD) della granella (tratta da: Pagani et al., 2001) Un fattore determinante ai fini della resa in sfarinati è rappresentato dalla durezza del chicco: varietà di frumento caratterizzate da una elevata hardness (quale è il caso del frumento duro), risultano più resistenti all abrasione della mandorla durante le fasi finali della decorticazione e, quindi meno soggette a perdite di amido nei sottoprodotti. Non va infine sottovalutata la quantità di chicchi spezzati che a causa dell intensa azione meccanica, aumenta progressivamente con l abrasione. La percentuale di tale frazione è uno degli indici che definisce la qualità merceologica della granella e perciò il suo valore commerciale (Pagani et al., 2001). 28

29 - Miglioramento della qualità molitoria La decorticazione pre-macinazione del frumento può rappresentare un interessante sistema per migliorare la qualità molitoria degli sfarinati. L abrasione preventiva del frumento duro consente di ottenere semole con un grado di raffinazione superiore alla semola di riferimento a parità di resa di estrazione in quanto la semola è caratterizzata da una minore puntatura, sia come punti neri che parti cruscali rosso-brune grazie all eliminazione della volpatura superficiale provocata da muffe fungine appartenenti in particolare alla specie Alternaria che si sviluppano sulla superficie della cariosside quando le condizioni climatiche nella fase di maturazione e raccolta non sono favorevoli (elevata umidità e presenza di piogge). L indice di giallo di tali semole, risulta tuttavia scarsamente influenzato dalla severità del trattamento di abrasione. L azione meccanica di abrasione, responsabile di un incremento dei chicchi spezzati, non sembra influire sulla frazione di amido danneggiato, parametro implicato nella suscettibilità al danno termico della pasta (Tabella 4). Tabella 4. Indici di qualità della semola in funzione del livello di decorticazione (LD) del chicco di frumento duro LD (%) Puntature (n /dm) Nere Brune Indice di giallo Amido danneggiato (% s.s.) nessuno 8,3 14,0 19, ,23 19,61 19,76 20,13 3,61 3,96 3,67 3,94 Fonte: Pagani et al.,

30 -Influenza della decorticazione pre-macinazione sulle caratteristiche chimiche degli sfarinati Il contenuto in ceneri è il principale parametro chimico preso in considerazione per valutare il grado di raffinazione degli sfarinati tanto che, in Italia, il contenuto in minerali delle diverse tipologie di sfarinati di frumento tenero e duro è stabilito per legge (DPR n 180 del 2001)(Tabelle 2 e 3). Il trattamento di pre-macinazione tende a contenere il trasferimento di frazioni ricche in minerali (strato aleuronico) negli sfarinati che risultano di conseguenza maggiormente raffinati a parità di resa di macinazione. Forder 1997 ha trovato che un grado di decorticazione dell 11% per il frumento tenero e del 13% per il frumento duro rappresenta il livello ottimale di abrasione per ridurre il contenuto in ceneri degli sfarinati (Figura 14). Livello ottimale di abrasione frumento duro % ceneri Livello ottimale di abrasione frumento duro % di decorticazione Figura 14. Contenuto in ceneri nelle cariossidi decorticate di frumento duro e frumento tenero in funzione del grado di decorticazione (tratta da Forder 1997) 30

31 Il miglioramento del grado di raffinazione attribuibile al processo di decorticazione soprattutto per il frumento duro è evidente se si confrontano i valori del contenuto in ceneri della semola derivante da granella decorticata e non decorticata. In uno studio condotto da Cubadda e Marconi sul trattamento di premacinazione del frumento duro è emerso che con una decorticazione del 12% si può ottenere a parità di resa di macinazione una semola con un più basso tenore in ceneri (0,79% s.s. rispetto a 0,88% s.s. del grano non decorticato). - Influenza della decorticazione pre-macinazione sull attività enzimatica Un aspetto positivo associato alla decorticazione del frumento è legato alla minore presenza/attività degli enzimi amilolitici negli sfarinati ottenuti. Tale risultato, di grande importanza nei processi di panificazione e pastificazione, è dovuto alla preventiva rimozione dello strato aleuronico e del germe, tessuti ricchi in enzimi idrolitici. Alcuni studi riguardanti l applicazione del processo di decorticazione nella filiera del frumento tenero, hanno valutato la possibilità di recuperare, per uso alimentare, la granella interessata a fenomeni di pregerminazione o sprout damage e, come tale non adatta alla panificazione. Gli enzimi amilolitici, sintetizzati durante le prime fasi della germinazione e localizzati prevalentemente nello strato aleuronico della cariosside, possono venire allontanati in maniera più efficace rispetto a quanto già assicurato dalla macinazione se questo processo è preceduto dalla decorticazione, consentendo alla farina di recuperare le normali proprietà panificatorie (Liu et al 1986). Henry et al 1987 effettuando prove sperimentali in laboratorio hanno messo in evidenza che la decorticazione del frumento tenero germinato permette di ridurre l attività amilasica del 40% circa nelle cariossidi decorticate e del 30% circa nella 31

32 relativa farina rispetto alla granella/farina non sottoposta a decorticazione. In presenza di frumento tenero non germinato gli stessi autori non hanno conseguito riduzioni significative dell attività enzimatica. Nel comparto del grano duro la riduzione dell attività amilasica degli sfarinati mostra interessanti vantaggi. Pagani et a 2001 utilizzando un impianto di laboratorio Satake, hanno riscontrato nelle cariossidi di frumento duro decorticate contenuti di enzimi amilolitici inferiori del 60-70% rispetto alle cariossidi non decorticate e nelle rispettive semole quantità di amilasi inferiori del 30% rispetto a quelle ottenute senza trattamento preventivo. L azione delle amilasi sull amido danneggiato di una semola determina un incremento di zuccheri riducenti ed un sistema più reattivo verso la reazione di Maillard. L impiego di cicli di essiccamento ad alta temperatura per la produzione di pasta, sebbene assicuri un ottimo comportamento in cottura della pasta, è inevitabilmente associato ad un elevato danno termico del prodotto finito e, di conseguenza, ad una riduzione del valore nutrizionale dell alimento. Tutti i trattamenti in grado di limitare e/o ridurre l attività amilasica della semola come la decorticazione premacinazione sono pertanto utili per contenere il danno termico (imbrunimento non enzimatico) durante il processo di plastificazione (Pagani et al 2000). Infatti, campioni di pasta ottenuti da semole di grano preventivamente decorticato hanno mostrato livelli di furosina (indicatore della prima fase della Reazione di Maillard (detta anche di imbrunimento non enzimatico) minori del 20-30% rispetto al contenuto in furosina riscontrato nelle corrispondenti paste ottenute da granella non decorticata. Le proprietà sensoriali delle paste ottenute con semola 32