IMPORTANZA DELLA REOLOGIA NELLA PRODUZIONE DI DERIVATI DI FRUTTA E ORTAGGI
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- Aurelia Filippi
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1 IMPORTANZA DELLA REOLOGIA NELLA PRODUZIONE DI DERIVATI DI FRUTTA E ORTAGGI Rosaria Fragni Antonio Trifirò Soluzioni Strumentali ed Esperienze Applicative per Caratterizzazione e Controllo degli Ingredienti e Prodotti Alimentari
2 Dipartimento Conserve Vegetali Aree di lavoro Lab. Analisi Pomodoro Analisi Metalli Reologia
3 Dipartimento Conserve Vegetali Dal 1983 studia... Il comportamento reologico di prodotti trasformati a base frutta (succhi e nettari, puree, smoothies, confetture, preparazioni per yogurth e gelati, etc.) e ortaggi (derivati del pomodoro, crème spalmabili, patè, etc.) La relazione tra comportamento reologico e composizione Gli effetti dei processi tecnologici sulla composizione e sul comportamento reologico Problem solving
4 Classificazione reologica dei più comuni fluidi alimentari Newtoniani Non Newtoniani Olio Latte Sciroppi Succhi limpidi Succhi low-pulp Puree di frutta e ortaggi Concentrati di pomodoro Succhi high-pulp Salse Yogurt
5 Modelli matematici per la descrizione del comportamento non newtoniano Bingham. τ = τ + k γ η = τ 0 0 b app. + k b γ Casson τ = τ 0 + k i γ. η app = τ 0 γ. + 2k i τ 0 γ. + ki 2 Herschel. e Bulkley τ = τ + kγ n 0 η app = τ 0 γ. + kγ. (n 1) Power. law τ = kγ n τ =soglia di scorrimento 0 k=indice di consistenza n=indice di comportamento di flusso η app = kγ. (n 1)
6 In campo alimentare... Sviluppo processo Valutazione prodotto valutazione texture correlazione con analisi sensoriale ottimizzazione processo disegno impianto (tubazioni, pompe, estrusori, miscelatori, scambiatori di calore, etc.) REOLOGIA (Texture analysis) Controllo di processo materie prime prodotto intermedio prodotto finale Sviluppo di nuovi prodotti funzionalità nuovi ingredienti test di shelf-life
7 In campo alimentare... PRODOTTO STANDARDIZZATO Influenza del contenuto di solidi insolubili e della composizione del prodotto sul comportamento reologico Controllo di processo materie prime prodotto intermedio prodotto finale PASSATI DI POMODORO Sistema di controllo in linea per la misura della viscosità
8 In campo alimentare... PRODOTTO STANDARDIZZATO Influenza del contenuto di solidi insolubili e della composizione del prodotto sul comportamento reologico Controllo di processo materie prime prodotto intermedio prodotto finale
9 Puree di frutta e succhi di frutta torbidi Sistemi a due fasi Siero Polpa Fase liquida che contiene tutti i componenti idrosolubili: zuccheri, acidi, minerali, amminoacidi, vitamine, etc. Fase dispersa composta da tutti i componenti insolubili: cellulosa, emicellulosa, lignina, pectina, etc.
10 La polpa è responsabile del comportamento reologico non Newtoniano, altamente viscoso. τ = kγ n τ = η γ.. Curve di flusso (τ vs γ) di purea di albicocca e di purea di albicocca depolpata mediante centrifugazione
11 Contenuto, dimensione, forma, composizione (pectine) della polpa influenzano il comportamento reologico Effetti dei processi tecnologici sulla polpa Raffinazione Contenuto, dimensione Centrifugazione Contenuto Filtrazione, UF Contenuto
12 Linea produzione A caldo In asettico CONFEZIONAMENTO LAVAGGIO PASTORIZZAZIONE C x 2 min DENOCCIOLATURA/ TRITURAZIONE ESTRAZIONE (Passatura e Raffinazione) INATTIVAZIONE ENZIMATICA C x 1min
13 SUCCHI DI FRUTTA Raffinazione Il contenuto di solidi insolubili diminuisce al diminuire delle dimensioni delle maglie del setaccio, a parità di altre condizioni (velocità e distanza dei battitori) Più elevato è il contenuto di solidi insolubili, più elevato è il valore di k e più basso il valore di n
14 Centrifugazione La centrifugazione con il Decanter è utilizzata per la separazione liquido/solido L applicazione di questa tecnica sulle puree di frutta permette di ottenere 2 tipi di prodotti Succo torbido a basso contenuto di polpa Puree arricchite in polpa (polpa)
15 Centrifugazione Test eseguiti su puree di pera. τ = kγ n Purea di pera di partenza (SI = 0.84%) Succo torbido a basso contenuto di polpa (SI = 0.10%) Polpa (SI = 2.03%)
16 Centrifugazione Test eseguiti su puree di pesca, pera e albicocca Il contenuto di solidi insolubili aumenta all aumentare della quantità di polpa della purea
17 Centrifugazione k aumenta e n diminuisce all aumentare del contenuto di solidi insolubili pesca pera albicocca
18 cp R. Fragni Centrifugazione Variazioni di viscosità apparente (misura a singolo punto) con il contenuto di solidi insolubili Insoluble material η 100 η 100 puree
19 Filtrazione, UF L applicazione delle tecniche di filtrazione sulle puree di frutta permette di ottenere 2 tipi di prodotti Succo limpido Polpa E possibile preparare un prodotto con contenuto di polpa e consistenza stabilita rimescolando il succo limpido con le puree arricchite in polpa
20 Filtrazione, UF Test eseguiti sulla purea di pera mostrano che questa tecnica permette di ottenere un prodotto con un contenuto controllato di solidi insolubili
21 Filtrazione, UF Si conferma il ruolo del contenuto di solidi insolubili sul comportamento reologico k aumenta e n diminuisce all aumentare del contenuto di solidi insolubili
22 Filtrazione, UF La viscosità aumenta con il contenuto di solidi insolubili
23 Filtrazione, UF Succo di pera torbido
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