OR 2 Implementazione di metodiche operative per la produzione di alimenti funzionali e nutraceutici

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1 OR 2 Implementazione di metodiche operative per la produzione di alimenti funzionali e nutraceutici

2 A 2.5. Valorizzazione di composti prebiotici nella pasta L attività della Molino e Pastificio Tomasello ha riguardato la definizione di un protocollo per la pastificazione di semola di grano duro arricchita con estratto di farina di orzo ricco in β- glucani o miscelata direttamente con la farina di orzo in diverse percentuali. Problematiche affrontate: Determinazione delle le condizioni ideali di impasto Definizione del corretto diagramma di essiccazione Valutazione dei prodotti ottenuti

3 Determinazione delle le condizioni ideali di impasto Sono state testate diverse granulometrie della semola di grano duro con l obiettivo di ottenere una perfetta idratazione dell impasto ed una completa formazione del reticolo glutinico necessario per l ottenimento di un prodotto finito di qualità. Sono stati testati diversi i tempi di impasto e differenti gradi di umidità dell impasto verificando l influenza degli stessi sul prodotto ottenuto

4 Determinazione delle le condizioni ideali di impasto Durante l impasto, l azione meccanica dell impastatrice e successivamente della vite di estrusione, determinano «l aggregazione» delle molecole proteiche (gliadineglutenine) con conseguente formazione del glutine. E assolutamente fondamentale riuscire ad idratare uniformemente tutte le particelle di semola per ottenere un corretto sviluppo del reticolo glutinico

5 Determinazione delle le condizioni ideali di impasto Si è rilevata una igroscopicità della farina di orzo notevolmente superiore rispetto alla semola di grano duro, si è giunti alla determinazione che il quantitativo ottimale di acqua di impasto risulta essere pari al 28% rispetto al quantitativo di semola e pari al 40% rispetto al quantitativo di farina di orzo.

6 Determinazione delle le condizioni ideali di impasto Si è rilevata una igroscopicità della farina di orzo notevolmente superiore rispetto alla semola di grano duro, si è giunti alla determinazione che il quantitativo ottimale di acqua di impasto risulta essere pari al 28% rispetto al quantitativo di semola e pari al 40% rispetto al quantitativo di farina di orzo.

7 Determinazione delle le condizioni ideali di impasto Fase di estrusione Durante la fase di estrusione si è osservato: Innalzamento della temperatura dell impasto di 8-15 C Alla fine della vite l impasto risulta plastico ed omogeneo Si sviluppa completamente il glutine (gramolazione) Le particelle non perfettamente umidificate con lo sfregamento tendono ad umidificarsi completamente Una temperatura dell impasto superiore ai 40 C danneggia il reticolo glutinico, è pertanto necessario procedere al controllo della temperatura di estrusione attraverso un sistema di termostatazione del cilindro di compressione.

8 Determinazione delle le condizioni ideali di impasto Sono state svolte prove con diverse percentuali di estratto di farina di orzo e farina di orzo dal 20% fino al 50%. L aumento della percentuale di farina di orzo comporta una crescente difficoltà nella fase di compressione ed estrusione, in quanto l impasto richiede una crescente percentuale di acqua per consentire una corretta lavorabilità dello stesso. Per migliorare la lavorabilità dell impasto si è optato di utilizzare acqua a temperatura di 35 C in luogo di acqua fredda a 15 C, in quanto si è osservata una migliore idratazione ed omogeinizzazione dell impasto in queste condizioni. Per quando riguarda la granulometria delle semole anche in questo caso si è optato per l utilizzo di semole con granulometrie comprese tra i 400 micron ed i 250 micron al fine di ottimizzare l idratazione dell impasto.

9 Definizione del corretto diagramma di essiccazione Durante l essiccazione della pasta avvengono principalmente 4 fenomeni: 1- evaporazione dell acqua superficiale, con conseguente formazione di uno strato esterno più secco ed una parte interna più umida 2 migrazione dell acqua dall interno verso l esterno della pasta, che avviene pere diffusione e diventa sempre più critico man mano che procede l essiccazione. 3- Cambiamento strutturale della pasta che passa dallo stato plastico quando è umida allo stato rigido quando è secca. 4 Riduzione di volume di circa 1/10 tra inizio e fine essiccazione Maggiore è la differenza di umidità, fra gli strati esterni e quelli interni (gradiente) maggiore è la tensione meccanica che si crea all interno della pasta, a causa della riduzione di volume della pasta stessa.

10 Effetto della temperatura dell aria di essiccazione: - viene messa in movimento l acqua che migra verso l esterno. Effetto dell umidità relativa dell aria di essiccazione: viene asportata l acqua dalla superficie.

11 La pasta durante l essiccazione si riduce di volume di circa 1/10. per cui i vari strati ad umidità diverse hanno volumi diversi. A causa della quantità di pasta presente nella linea, che condiziona le caratteristiche dell aria, l essiccazione non è mai uniforme nè fra i diversi pezzi ne per lo stesso pezzo di pasta. Questo porta a diversa essiccazione e quindi diversa riduzione del volume. Durante l essiccazione la struttura della pasta può essere vista come quella di una cipolla. Gli strati a diversa umidità tendono a muoversi. Se la tensione è eccessiva il prodotto si spacca

12 Essiccatoio per pasta lunga Essiccatoio per pasta corta

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14 Valutazione dei prodotti ottenuti I prodotti ottenuti sono stati testati presso il laboratorio interno della Molino e pastificio Tomasello per valutarne le caratteristiche chimico fisiche ed organolettiche. In particolare sono state valutate per le diverse formulazioni testate e le diverse tecniche di produzione (sia della fase di impasto che della fase di essiccazione) le caratteristiche di aspetto e struttura del prodotto, l umidità finale, il tenore di ceneri, ed il valore proteico. I risultati ottenuti hanno messo in evidenza: l utilizzo dell estratto influenza meno le caratteristiche organolettiche del prodotto che appare più simile alla pasta di semola rispetto al prodotto ottenuto miscelando direttamente la farina di orzo. All aumentare della percentuale di orzo diventa più intenso l aroma di tale cereale rendendo il gusto simile ai prodotti integrali. L aspetto risente anch esso della percentuale di orzo assumendo un colore tendente al marrone crescente.

15 Valutazione dei prodotti ottenuti La tabella seguente riporta le caratteristiche rilevate dopo cottura per diverse percentuali di farina di orzo.

16 A 2.6. Progettazione pasta salutistica ad effetto ipocolesterolizzante, ipoglicemizzante e dimagrante Sono state svolte prove sostituendo l acqua nella fase di impasto con un estratto acquoso ottenuto da opuntia ficus induca fornito da altra U.O. Analogamente a quanto fatto con l estratto/farina di orzo si sono ottimizzate, su piccola scala le fasi di: Impasto Estrusione Essiccazione del prodotto Valutazione caratteristiche prodotto

17 A 2.6. Progettazione pasta salutistica ad effetto ipocolesterolizzante, ipoglicemizzante e dimagrante L utilizzo dell estratto in sostituzione dell acqua ha richiesto un tempo di impasto maggiore (di circa il 25%) probabilmente a causa della maggiore viscosità che rallenta l assorbimento dell acqua da parte della semola. Durante la fase di impasto si è rilevato un intenso odore sprigionato dall estratto. Tale caratteristica che inizialmente aveva allarmato non si è invece ritrovata nel prodotto finito, probabilmente a causa della evaporazione di queste sostanze durante il processo di essiccazione. La fase di essiccazione è stata ottimizzata in quanto si sono rilevati tempi leggermente maggiori rispetto alla pasta di sola semola di grano duro.

18 Valutazione dei prodotti ottenuti I prodotti ottenuti sono stati testati presso il laboratorio interno della Molino e pastificio Tomasello per valutarne le caratteristiche chimico fisiche ed organolettiche. In particolare sono state valutate le caratteristiche di aspetto e struttura del prodotto. Dal punto di vista dell aspetto e della struttura si è rilevato una notevole somiglianza con il prodotto di sola semola. Lo scostamento maggiore è legato al colore del prodotto che ha una leggera tendenza al verde. La prova di cottura ha evidenziato come il prodotto risulti assolutamente paragonabile al prodotto di sola semola sia in termini di gusto che di caratteristiche fisiche quali patinosità, nervo ed ammassamento.

19 A 2.7. Sviluppo e produzione di paste funzionali a base di semola di grano duro siciliano Nella prima fase del progetto è stata svolta, una attenta ricerca bibliografica, sia su testi che su riviste di settore, delle principali caratteristiche dei grani duri coltivati in Sicilia sia di recente costituzione che varietà antiche. Sono state svolte analisi sulle forniture di grano volte alla individuazione dei seguenti parametri: Umidità Ceneri Proteine Glutine Colore Peso specifico. I risultati sono stati archiviati per varietà, per zona di coltivazione e per modalità di coltivazione

20 A 2.7. Sviluppo e produzione di paste funzionali a base di semola di grano duro siciliano Sono state effettuate inoltre, a campione, analisi microbiologiche volte ad individuare presenza di muffe, contaminazioni da parte di parassiti e batteri, contaminazione da Micotossine e da metalli pesanti. Il campionamento è tuttora in fase di svolgimento ma i risultati fin qui raccolti hanno evidenziato: Umidità del grano duro siciliano generalmente inferiore al 10% (nel 95% dei casi) Valore di ceneri mediamente pari al 1.9% Valore proteico mediamente pari al 11.80% Glutine mediamente di modesta quantità ma di buona elesticità e tenacità Contenuto in muffe e metalli pesanti molto al di sotto dei limiti di legge Contenuto in Micotossine mediamente non rilevabile alle analisi (85% dei campioni, mentre i restanti riportano valori molto al di sotto dei limiti di legge)

21 A 2.7. Sviluppo e produzione di paste funzionali a base di semola di grano duro siciliano Ottimizzazione del processo di pulitura grano: Le fasi principali hanno riguardato: Dimensioni e forma setacci portata di aria in aspirazione modifica delle vibrazioni nelle macchine di pulitura sensibilità della selezionatrice ottica Gli interventi hanno consentito una diminuizione del prodotto scartato pari al 5%

22 A 2.7. Sviluppo e produzione di paste funzionali a base di semola di grano duro siciliano Ottimizzazione del processo di macinazione: Le fasi principali hanno riguardato: ottimizzare la fase di condizionamento del grano variando la percentuale di acqua aggiunta durante la fase di bagnatura e modificando i tempi di riposo del grano Ottimizzazione del processo di decorticazione (decorticazione individuata 12%) Diagramma di macinazione

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25 P.O.N. RICERCA E COMPETITIVITA' Avviso n. 713/Ric. del 29/10/2010

26 A 2.7. Sviluppo e produzione di paste funzionali a base di semola di grano duro siciliano Ottimizzazione del processo di Pastificazione: Le fasi principali hanno riguardato: Determinazione granulometrie ottimali Parametri di impasto (% acqua, temperatura) Parametri estrusione Diagramma di essiccazione Valutazione organolettica dei prodotti ottenuti

27 A 2.7. Sviluppo e produzione di paste funzionali a base di semola di grano duro siciliano Ottimizzazione energetica dei processi di molitura e pastificazione : L analisi energetica dei processi ha permesso di individuare quelli maggiormente energivori e sono allo studio soluzioni per la riduzione dei consumi che prevedono il ricorso a: Sistemi automatici di regolazione (Inverter) Impiego di motori elettrici ad alta efficienza Distribuzione dei carichi nel tempo Analisi della fattibilità di impiego gruppo cogenerativo.