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1 Filiera Cerealicola

2 Struttura della presentazione Le preparazioni a base di cereali Paste alimentari Prodotti da forno A. a lievitazione biologica diretta indiretta o acida B. a lievitazione chimica o aerati biscotteria pasticceria aerati

3 Classificazione dei sistemi prodotto-processo-materia prima

4 I prodotti da forno Col termine prodotti da forno vengono generalmente indicati tutti quei prodotti nel cui ciclo di lavorazione è prevista la cottura in forno.

5 I prodotti da forno Il settore dei prodotti da forno rappresenta uno dei settori più interessanti nel panorama dell alimentare italiano per crescita, redditività e ruolo della PMI ed export. Il settore è molto popolato, con c.a. 150 aziende focalizzate, e contemporaneamente poco «concentrato». Le PMI (ben 124, il 90%c.a. di quelle operanti nel segmento) hanno infatti una quota di mercato del 45-50%.

6 I prodotti da forno I prodotti da forno rappresentano una famiglia assai eterogenea ma caratterizzata da una comune matrice merceologica in quanto alimenti derivati dagli sfarinati dei cereali.

7 Classificazione dei prodotti da forno

8 Classificazione dei prodotti da forno prodotti a bassa attività dell acqua (a w ): biscotti, grissini, crackers, ecc.; prodotti ad a w intermedia: ad esempio merendine. Si possono, inoltre, distinguere altri due grandi gruppi: prodotti da forno che presentano una a w <0,80 e che si conservano bene a temperatura ambiente; prodotti da forno semifreddi che, avendo creme, presentano una a w >0,80 e per questa ragione vanno conservati a temperature non superiori ai +8 C/+10 C.

9 Classificazione dei prodotti da forno Possono ancora suddividersi in prodotti da forno: -con o senza farcitura (creme o marmellata) -con o senza enrobatura (copertura di cioccolato).

10 Classificazione dei prodotti da forno In base alla tipologia di lievitazione: prodotti di pasta a lievitazione chimica (biscotti) prodotti di pasta a lievitazione fisica o aerati (pan di spagna); prodotti di pasta a lievitazione naturale (brioches).

11 Tipologia dei prodotti da forno Pane Sostituti del pane (fette biscottate, crackers, etc.) Biscotti Prodotti da pasticceria industriale Merende Prodotti per le ricorrenze (panettoni, colombe)

12 I prodotti da forno Ingredienti fondamentali farina acqua Ingredienti facoltativi sale; zucchero; lievito; lipidi; uova; fibre; etc.

13 I prodotti da forno Gli ingredienti utilizzati, aggiunti secondo particolari sequenze, in combinazione con le modalità di conduzione delle successive lavorazioni tecnologiche, determinano la struttura dell impasto, responsabile, a sua volta: caratteristiche del prodotto finale (texture) caratteristiche nutrizionali stabilità nel tempo (shelf life)

14 I prodotti da forno: INGREDIENTI FONDAMENTALI Sfarinati La farina è il prodotto ricavato dalla macinazione e conseguente abburattamento del grano tenero (Triticum aestivum) liberato dalle sostanze estranee e dalle impurità.

15 Classificazione e caratteristiche degli sfarinati di frumento tenero Tipo e denominazione U max (%) Ceneri (100 parti ss) Cellulosa max (100 parti ss) Glutine sec. min (100 parti ss) Tipo Max Tipo Max Tipo Max Tipo Max integrale 14.5 Min 1.4/max DPR n. 187 del 9/2/2001

16 Composizione della farina % Acqua 14 Carboidrati 71 Proteine 13 Lipidi 2

17 Ruolo funzionale ingredienti I CARBOIDRATI della farina rappresentano il 71% in peso della cariosside e sono costituiti da: AMIDO 63-68% PENTOSANI 6.5% ZUCCHERI RIDUCENTI 1.5-2,0%

18 Ruolo funzionale ingredienti L amido rappresenta l elemento più abbondante e più importante dal punto di vista tecnologico: insolubile in acqua, assorbe circa il 46% dell acqua dell impasto. L amilopectina e l amilosio sono assemblati all interno dell amido in strutture insolubili in acqua, tridimensionali e semicristalline, chiamate granuli. L amilopectina è un fattore chiave per la formazione delle regioni cristalline e per la struttura dei granuli di amido, mentre l'amilosio è presente in una forma amorfa.

19 Ruolo dell amido L amido non ha alcun ruolo attivo nella formazione dell impasto, ma la presenza di una % troppo elevata di amido danneggiato (granuli rotti durante la macinazione) può interferire negativamente. L amido danneggiato infatti assorbe un > quantitativo d H 2 O rispetto all amido non danneggiato, rendendo necessaria l aggiunta di un quantitativo di acqua > a scapito delle caratteristiche reologiche dell impasto che si ottiene (>collosità).

20 Ruolo dell amido Il ruolo funzionale dell amido è in gran parte ascrivibile ai cambiamenti che avvengono quando questi è riscaldato in presenza di acqua. Le proprietà fisiche dell amido, la sua stabilità e le sue trasformazioni di fase, ad esempio da granuli di amido a gel, sono direttamente correlate alla sua struttura molecolare.

21 Ruolo dell amido Le interazioni tra i granuli di amido contribuiscono a rendere l impasto più elastico, conservando l energia potenziale dopo una deformazione ed è per questo che le interazioni amido - proteine rappresentano un addizionale contributo all elasticità.

22 Caratteristiche amido I granuli di amido nel loro stato nativo sono insolubili in acqua fredda e non digeribili. Affinché l amido presente nei granuli diventi digeribile è necessario che perda la sua struttura cristallina e ordinata e passi ad una struttura disordinata, con le caratteristiche di un gel (gelatinizzazione). Il processo di gelatinizzazione dell amido a partire dai granuli d amido è resa possibile grazie al riscaldamento in ambiente acquoso.

23 Gelatinizzazione dell amido Fenomeno avviene se sono soddisfate entrambe le condizioni: 1. sufficiente acqua disponibile (25%, almeno 0,4 g/g amido) 2.Temperatura > 50 C (50-70 C) acqua calore

24 Gelatinizzazione dell amido 1) Fino a 60 C IDRATAZIONE ESTERNA 2) Tra C RIGONFIAMENTO LIMITATO per rottura di legami deboli e/o siti amorfi facilmente accessibili l amido inizia a perdere la sua struttura cristallina; 3) Tra C RIGONFIAMENTO RAPIDO E INTENSO per disgregazione di siti meno accessibili e con forti legami l amido perde la sua struttura cristallina 4) Dopo 90 C FRAMMENTAZIONE dei granuli fortemente rigonfiati con DISSOLUZIONE e DIFFUSIONE delle molecole lineari (amilosio); l amilopectina e l amilosio entrano in soluzione formando legami con le molecole di acqua.

25 Gelatinizzazione e retrogradazione amido Il risultato si traduce in una diminuzione dell acqua libera e con una viscosità più o meno consistente della sospensione. Tale fenomeno si può osservare quando si cuoce in acqua pasta, riso o farine e semole (ad esempio nella preparazione di semolini e polenta) oppure in forno durante la cottura di impasti a base di farina ad alto contenuto d umidità (es preparazione del pane o dolci).

26 Gelatinizzazione e retrogradazione amido Fenomeno della gelatinizzazione non avviene uniformemente: 1. Per una popolazione di granuli: transizione in intervallo C 2. Per ogni granulo: transizione in 0,5 1 C SOLUZIONE LENTA VELOCE PRECIPITATO GEL

27 Gelatinizzazione dell amido Fenomeno è influenzato da: 1.Fattori genetici (specie botanica) 2. Contenuto amilosio 3. Dimensioni globuli 4. Rapporto AMIDO/ACQUA 5. Presenza di altre macromolecole (proteine, lipidi) e/o di sostanze in soluzione (sali, ecc. )

28 Gelatinizzazione dell amido 1.Fattori genetici (specie botanica): non tutti gli amidi sono uguali, essi differiscono soprattutto per il diverso rapporto di amilosio e amilopectina. l umidità minima richiesta per iniziare il processo di gelatinizzazione è di circa il 25% e la temperatura deve essere tra 50 e 70 C a seconda dell origine vegetale dell amido. 2. Dimensioni globuli

29 Gelatinizzazione dell amido 3. Contenuto amilosio. L amilosio tende a ricristallizzare molto + velocemente dell amilopectina; per cui il tempo che impiega l amido a ricristallizzare dipende dalla quantità di amilosio che contiene. Ne consegue che amidi ricchi di amilosio (mais, frumento, legumi) gelatinizzano con più difficoltà e ricristallizzano più facilmente, rispetto agli amidi contenti percentuali più elevate di amilopectina (patata, riso). La quantità di amido retrogradato è quindi direttamente proporzionale al contenuto di amilosio.

30 Gelatinizzazione dell amido 4. Concentrazione AMIDO Rapporto AMIDO : ACQUA 5. Presenza di altre macromolecole (proteine, lipidi) e/o di sostanze in soluzione (sali, ecc. ): a particolari concentrazioni determinano un aumento della temperatura di gelatinizzazione e rallentano la velocità di retrogradazione dell amido.

31 Fattori che influenzano la gelatinizzazione Concentrazione di eventuali altri componenti, quali : a. PROTEINE - interagiscono con amido alla superficie dei granuli rendendo difficoltosa la diffusione del materiale - assorbono acqua b. LIPIDI - frazione POLARE forma complesso con amido ritardando rigonfiamento - frazione NON POLARE impedisce idratazione zone micellari c. PENTOSANI - grande affinità per l acqua; minor disponibilità di acqua per amido d. ZUCCHERI SOLUBILI - inibiscono rigonfiamento e ritardano gelatinizzazione e. SALI - aumentano resistenza granuli prima della frammentazione - come zuccheri solubili f. TENSIOATTIVI - come lipidi

32 RETROGRADAZIONE AMIDO Il raffreddamento favorisce il ripristino della struttura ordinata con conseguente ricristallizzazione o retrogradazione dell amido. Sebbene l amido in realtà non riesca mai a tornare in una configurazione simile a quella iniziale, si forma una struttura intermedia rigida dovuta al riarrangiamento delle catene di amilosio e amilopectina ed esclusione di acqua. Un esempio di retrogradazione di amido si può osservare quando il pane diventa raffermo.

33 Carboidrati: PENTOSANI PENTOSANI: componenti minori DENOMINAZIONE deriva dalla presenza di zuccheri pentosi (arabinosio, xylosio) LOCALIZZAZIONE componenti delle pareti cellulari (fanno parte delle emicellulose) RUOLO sono in grado di assorbire una quantità di acqua circa volte superiore al proprio peso e contribuiscono a migliorare la consistenza e la viscosità dell impasto. In panificazione aumentano la ritenzione di gas e formano con l amilopectina dei legami che ritardano il raffermimento.

34 Ruolo funzionale ingredienti AMIDO 60-68% PENTOSANI 6.5% ZUCCHERI RIDUCENTI 1.5-2,0% Gli zuccheri riducenti hanno un importante ruolo tecnologico in panificazione: vengono utilizzati dal lievito nel corso della fermentazione. Le modeste quantità di z.r. presenti in origine nel grano possono aumentare durante la conservazione grazie all azione delle amilasi, enzimi che trasformano l amido in maltosio e destrine.

35 Classificazione e caratteristiche degli sfarinati di frumento tenero Tipo e denominazione U max (%) Ceneri (100 parti ss) Cellulosa max (100 parti ss) Glutine sec. min (100 parti ss) Tipo Max Tipo Max Tipo Max Tipo Max integrale 14.5 Min 1.4/max

36 Proteine Il contenuto proteico del frumento, riferito al contenuto di azoto totale, oscilla da un minimo del 7% a un massimo di 18%, con valori medi tra il 10% e 13%. Le proteine del frumento comprendono una miscela estremamente eterogenea di specie molecolari con proprietà e funzioni diverse.

37 Proteine Uno dei più importanti sistemi di classificazione delle proteine dei cereali è quello proposto da Osborne, che si basa sulla diversa solubilità delle componenti proteiche: Vengono in parte utilizzate dal lievito come nutrimento. In cottura, combinandosi con gli zuccheri reaz. Maillard Assorbono acqua durante il mix e si legano glutine.

38 Proteine Grazie alla formazione del glutine, la farina che è una polvere si trasforma in un impasto con caratteristiche peculiari (proprietà viscoelastiche: scorrimento dei liquidi e forma dei solidi). Il glutine crea un reticolo all'interno della massa di farina e acqua, rendendola compatta, elastica e capace di trattenere i gas che si sviluppano al suo interno, e che formano delle bolle nell impasto: questo dà al prodotto da forno la caratteristica struttura spugnosa. Il gliadina/glutenina è importante x definire le proprietà funzionali del glutine.

39 Proteine Le GLIADINE formano legami disolfuro all interno della stessa catena polipeptidica (legami S-S intramolecolari), limitando la possibilità di partecipare alla formazione del reticolo glutinico. Sono apparentemente responsabili delle proprietà coesive/ estensibilità del glutine.

40 Proteine Le GLUTENINE, invece, sono dei polimeri nei quali le diverse subunità sono legate attraverso ponti disolfuro. Sono proteine multicatena, polimerizzate attraverso legami disolfuro. Sono responsabili della tenacità del glutine.

41 Lipidi I lipidi (1-6% della cariosside, 2% della farina) sono presenti quasi esclusivamente nel germe, il quale viene allontanato in macinazione per prevenire l irrancidimento della farina. Nel corso dell impastamento si hanno interazioni tra proteine e lipidi e ciò migliora le proprietà tecnologiche dell impasto. I lipidi hanno un importante ruolo nella conservazione del prodotto finito.

42 Enzimi Gli enzimi sono delle sostanze che aumentano la velocità delle reazioni chimiche e che si ritrovano poi inalterate alla fine delle reazioni stesse (catalizzatori). Gli enzimi sono presenti nella farina in piccole quantità, ma svolgono funzioni importantissime. Prof. Annalisa Romano-Università degli Studi di Napoli FEDERICO II

43 Enzimi Amilasi. L amido non può essere utilizzato direttamente dai lieviti per la fermentazione, ma deve essere prima idrolizzato dalle amilasi, enzimi in grado di scindere i legami α - 1,4 liberando così maltosio, glucosio e destrine. Le amilasi possono essere di due tipi: alfa-amilasi, abbastanza termostabile (resiste fino a 70 C), ha un ph ottimale di 4,5 beta- amilasi a 70 C perde la metà della sua attività, ha un ph ottimale di 5,2 a 5,3 Prof. Annalisa Romano-Università degli Studi di Napoli FEDERICO II

44 Enzimi Le amilasi sono contenute naturalmente nella farina. Qualora il loro contenuto fosse carente, possono essere aggiunte o in forma di estratto di malto e farine di cereali maltati, o sotto forma di amilasi di origine fungina o batterica. La presenza di enzimi idrolitici (la diastasi, costituita da α - e β -amilasi) determina, durante la conservazione del grano prima, della farina poi e durante l impastamento, l idrolisi dell amido in zuccheri fermentescibili, condizione indispensabile per la lievitazione dell impasto. Prof. Annalisa Romano-Università degli Studi di Napoli FEDERICO II

45 Enzimi Il contenuto in zuccheri fermentescibili nella farina (0.5 %) è insufficiente a soddisfare i bisogni metabolici dei Lieviti durante la fermentazione. Perciò la quantità di glucosio prodotta enzimaticamente sia dalle amilasi che dalla maltasi secreta dal lievito è di primaria importanza per il processo di lievitazione dell impasto. L attacco enzimatico tuttavia non è possibile sul granulo di amido integro, ma solo su quella frazione di granuli rotti durante la fase di macinazione permettendo in questo modo l ingresso dell acqua e facilitando l azione delle amilasi.

46 Valutazione dei requisiti legali delle farine Tenore di umidità. (metodo ponderale: 130 C per 90min). Il risultato è espresso in percentuale (%) ed è calcolato come il rapporto tra la quantità di acqua evaporata ed il peso iniziale del campione moltiplicato per 100. Per le farine tipo 00, il limite legale è pari a 14,50 %. Determinazione delle ceneri. Prevede l incenerimento in muffola a C (Metodo AACC 08-01). Il risultato è espresso in percentuale (%) sulla sostanza secca (ss).

47 Valutazione dei requisiti legali delle farine Determinazione delle proteine. Viene utilizzato il metodo Kjeldahl (Metodo AACC 46-10). Il coefficiente di trasformazione per passare dal tenore in azoto a quello proteico è per gli sfarinati 5,7. L azoto contenuto nelle proteine di frumento è in percentuale superiore rispetto a quella degli altri alimenti. Per le farine tipo 00, il limite legale del contenuto minimo è pari al 9 % (su ss).

48 Valutazione dei requisiti legali delle farine Determinazione del contenuto di glutine secco. In molti Paesi (per es. Stati Uniti) è considerata un analisi chimica fondamentale per la determinazione della qualità della farina, in considerazione anche della semplicità del test e l affidabilità delle informazioni quantitative e qualitative ottenute. Il metodo (Metodo AACC 38-10) prevede l eliminazione delle proteine solubili (albumine e globuline) e l amido mediante il lavaggio di un impasto di farina (25 g) con una soluzione tampone (soluzione salina di NaCl al 2 %), sotto acqua corrente.

49 Valutazione dei requisiti legali delle farine Determinazione del contenuto di glutine secco. Questo metodo è utile per determinare la capacità di assorbimento della farina (che può raggiungere addirittura il 200%), che dipende dalla presenza più o meno elevata di gliadine. Per le farine tipo 00, il limite legale del contenuto minimo di glutine secco è pari al 7% (su ss).

50 Valutazione tecnologica della farina Le farine possono avere diversa attitudine a produrre pane e prodotti da forno e ciò è dovuto a fattori genetici e ambientali. In previsione dell impiego di una farina occorre perciò effettuare un indagine che riguardi: -Il comportamento dell impasto determinato dalle proprietà reologiche della farina -L attitudine fermentativa della farina, che dipende dall azione delle amilasi

51 Valutazione tecnologica della farina Gli strumenti più importanti, anche se non gli unici, per la determinazione della qualità delle farine per la produzione di impasti sono: Alveografo di Chopin; Farinografo di Brabender.

52 Valutazione tecnologica della farina Gli indici alveografici di una farina sono determinati mediante l alveografo di CHOPIN (proprietà reologiche).

53 Valutazione tecnologica della farina La tecnica alveografica è un analisi empirica di valutazione delle proprietà fisiche di un impasto, che viene gonfiato insufflando aria fino alla rottura della bolla. L impasto è sottoposto a rigonfiamento per mezzo dell azione di un gas: la pressione all interno della bolla di impasto che si viene a formare, viene registrata dallo strumento fino allo scoppio dell impasto producendo un alveogramma.

54 Valutazione tecnologica della farina Gli indici che si rilevano da un analisi di Chopin sono: a) W = indice di forza della farine (area dell alveogramma) b) P = indice di tenacità dell impasto (altezza della curva) c) L = indice di estensibilità dell impasto (lunghezza della curva)

55 Valutazione tecnologica della farina Poiché l'altezza massima della curva è data dal contenuto proteico complessivo della farina, il rapporto P/L dell'alveografo di Chopin è un dato molto significativo sulla qualità del glutine e la pastificabilità della farina presa in esame. Analogamente il valore W ne indicherà la forza, permettendo di ampliare il giudizio. W uguale o maggiore di 250 e P/L superiore a 0,80 W inferiore a 180 e P/L inferiore a 0,5 farina di forza (pane, pasta) farina debole (biscotti)

56 Valutazione tecnologica della farina L indice farinografico misura la resistenza opposta dall impasto durante la sua formazione. È comunemente utilizzato per stimare la quantità ottimale di acqua da aggiungere a una farina, il tempo di sviluppo dell impasto e la forza dell impasto. Il farinografo Brabender comprende due parti: l apparecchio propriamente detto ed una camera di miscelazione con camicia esterna per la circolazione di acqua a temperatura controllata

57 Valutazione tecnologica della farina La camera farinografica può avere una capacità di 10, 50 e 300 grammi; in essa ruotano in direzioni opposte due pale di forma sigmoidale. Si ottiene un diagramma sforzo / tempo: FARINOGRAMMA

58 Valutazione tecnologica della farina Il farinogramma presenta in ascisse il tempo, espresso in minuti, e in ordinate una scala da 0 a 1000 che esprime la consistenza dell impasto in unità Brabender. L analisi è condotta ad una consistenza costante di 500 unità Brabender A = sviluppo: tempo necessario per raggiungere la consistenza max B = stabilità: tempo in cui l'impasto si mantiene alla massima consistenza C = grado di rammollimento: max consistenza (UB) D = elasticità: spessore della banda (UB)

59 I prodotti da forno: ingredienti fondamentali Acqua L acqua utilizzata per gli impasti deve essere: potabile, ovvero avere determinati requisiti organolettici, chimici e microbiologici: non deve possedere sapori anomali o sgradevoli e alcun odore sia a freddo sia a 60 C, limpida ed incolore (requisiti organolettici); sono esclusi inquinamenti di tipo organico ed inorganico, presenza di sostanze organiche, ammoniaca e cloruri (in atto) e nitriti e nitrati (estinto) ed inorganiche da infiltrazioni (requisiti chimici); devono essere completamente assenti diverse categorie di microrganismi patogeni (requisiti microbiologici).

60 I prodotti da forno: ingredienti fondamentali Acqua L'acqua è un ingrediente fondamentale nella formazione di un impasto. L aggiunta di acqua, generalmente in quantità del % rispetto al peso della farina, promuove l idratazione di tutte le molecole che hanno una spiccata affinità per questo solvente. Prof. Annalisa Romano-Università degli Studi di Napoli FEDERICO II

61 I prodotti da forno: ingredienti fondamentali La presenza dell acqua provoca nelle macromolecole proteiche una loro nuova disposizione tridimensionale in cui le zone idrofiliche (affini con l acqua) vengono esposte all esterno verso l acqua, mentre quelle idrofobiche (affini con l acqua) vengono nascoste, protette verso l interno. Questa particolare situazione è idonea all interazione tra le singole catene proteiche. In funzione del rapporto acqua-farina che tipicamente viene rispettato nella preparazione dei prodotti a base di farina, si può fare la seguente distinzione:

62 I prodotti da forno dough systems (impasti lievitati, come pane, pasta, pizza ), in cui il rapporto tra farina ed acqua è di circa il 20% e le proteine del glutine costituiscono la principale matrice strutturale. Consistenza Elastica-Plastica e la lievitazione può essere: biologica, chimica o fisica.

63 I prodotti da forno batter systems (pasta battuta, principalmente cake batter), in cui la proporzione tra acqua e farina è superiore rispetto al caso precedente (>20%). In essi l importanza della struttura del glutine è minore e sono contemporaneamente presenti acqua libera ed una fase acquosa dove sono dispersi tutti gli altri ingredienti Consistenza: Schiuma, soffice, simile d un fluido e la lievitazione può essere: chimica o fisica.

64 I prodotti da forno Le principali funzioni tecnologiche dell acqua sono: formazione del glutine rigonfia i granuli d amido azione lubrificante attiva le reazioni enzimatiche costituisce il mezzo indispensabile per l attività del lievito e di altri microrganismi

65 I prodotti da forno apporto sali minerali (rigidità dell impasto, dovuta alla formazione di legami tra i sali di Ca e Mg e gli amminoacidi delle proteine) dissoluzione del sale nell impasto

66 I prodotti da forno: ingredienti fondamentali dissoluzione dello zucchero (saccarosio, incremento del volume della fase liquida: impasto più viscoso) La quantità di zucchero che dissolve è limitata dalla saturazione della soluzione (67% a temperatura ambiente). Il processo di scioglimento dello zucchero è più veloce dell idratazione della farina. contrasta l effetto dei lipidi che possono ricoprire le particelle di farina nello stadio iniziale del miscelamento e ritardare l idratazione e la conseguente formazione del glutine.

67 I prodotti da forno: ingredienti fondamentali Quando l acqua viene aggiunta alla farina, essa viene assorbita in proporzioni diverse da: Amido. Granuli interi: 1/3 del loro peso Proteine: il doppio del proprio peso Pentosani: volte superiore al proprio peso

68 I prodotti da forno: ingredienti fondamentali Il t necessario per avere un ottimale distribuzione dell H 2 O dipende: dalla granulometria dalla forza della farina dal tipo di impastamento presenza di altri ingredienti (sale, zucchero, emulsionanti, etc..)

69 I prodotti da forno: ingredienti fondamentali La temperatura dell acqua, che influenza quella dell impasto, deve essere compresa tra 21 e 25 C per non ostacolare l attività dei lieviti.

70 Sale Il sale da cucina (cloruro di sodio) utilizzato negli impasti deve contenere piccole quantità di sali di calcio e magnesio e la sua soluzione deve essere limpida e senza sostanze insolubili depositate sul fondo Il cloruro di sodio, addizionato all impasto generalmente in quantità del % rispetto al peso totale dell impasto, è un ingrediente importante poiché svolge molteplici funzioni oltre a migliorare le caratteristiche sensoriali.

71 I prodotti da forno: ingredienti secondari migliora le caratteristiche sensoriali dei prodotti da forno modifica le proprietà fisico-meccaniche del glutine. La gliadina, infatti, è meno solubile in acqua salata per cui dà origine a maggiori quantitativi di glutine con fibre corte, rendendo l impasto più compatto e più lavorabile (meno appiccicoso) assorbe acqua (proprietà igroscopica) e la trattiene, influenzando la conservabilità del prodotto: impedisce la disidratazione del prodotto in ambienti secchi, ma assorbe acqua e provoca un rammollimento superficiale in ambienti umidi

72 I prodotti da forno: ingredienti secondari Sale aumenta la capacità dell impasto di trattenere il gas di fermentazione riduce le fermentazioni secondarie grazie alla sua azione antisettica conferisce alla crosta una colorazione marcata rende il prodotto finito più croccante

73 LIPIDI Ingredienti secondari: LIPIDI La produzione di prodotti da forno richiede frequentemente l impiego di quantità non trascurabili di sostanza grassa. La natura e il contenuto dei lipidi nei prodotti da forno sono molto variabili a seconda della tipologia di prodotto e della formulazione. Il contenuto lipidico può variare dal 5 al 15% per alcuni prodotti sostitutivi del pane, quali fette biscottate, cracker, grissini, fino al 20-30% nel caso di prodotti dolci, quali biscotti e torte.

74 I prodotti da forno: ingredienti secondari Prodotto da forno Tip. lipide lipide (%) Grissini Olio vegetale 6,7 Grissini Strutto 5,9 Cracker Olio vegetale 6,8 Bastoncini Strutto 8,0 Cracker Grassi vegetali 13,5 Ciabattine Senza grassi aggiunti 4,4 Trucioli di soia Strutto e olio d oliva 4,9 Cracker di soia Olio vegetale 14,0 Taralli Strutto e olio d oliva 21,0 Crostini Olio d oliva 14,3 Cracker Oli e grassi vegetali 15,6 Fette b. Olio vegetale 4,5 Grassini Strutto 7,4 Zuppa reale Margarina vegetale e animale 37,0 Crostini Olio vegetale e olio vegetale idr. 25,9

75 I prodotti da forno: ingredienti secondari Le proprietà tecnologiche dei lipidi sono determinate dalla loro composizione chimica: Acidi grassi (%) OLIO MAIS BURRO OLIO DI PALMA Butirrico 6,01 Caproico 3,4 Caprilico 1,4 Capric 4,1 Laurico 4,14 0,16 Miristico 0,1 11,43 0,92 Palmitico 14,4 32,12 44,27 Palmitoleico 2,7 1,6 1,17 Stearico 3,1 10,01 4,15 Oleico 44,1 23,09 38,84 Linoleico 24,3 1,37 9,76 Arachidico 0,3 0,7 0,33 Linolenico 0,6 1,58 0,2 Eicosenoico 0,4 0,94 0,09 Behenico 0,1 0,12 0,05 Lignocerico 0,4 0,06

76 I prodotti da forno: ingredienti secondari I parametri più importanti nella valutazione del ruolo funzionale di un grasso sono: Consistenza, che dipende dal punto di fusione Potere fondente, legato al punto di fusione e all intervallo di temperatura all interno del quale si ha la fusione di tutti i lipidi che compongono la sostanza grassa: un grasso dotato di un breve intervallo di fusione dà una sensazione di freschezza in bocca

77 I prodotti da forno: ingredienti secondari Solid fat profiles (SFC): contenuto in solidi del grasso alle varie Temperature, permette di apprezzare caratteristiche quali la durezza, plasticità, freschezza al palato.

78 I prodotti da forno: ingredienti secondari Emulsionabilità, dispersione stabile della fase lipidica nella fase acquosa. Caratteristica di sostanze come le lecitine (E322), i mono e digliceridi degli ac grassi (E471, E472), etc. Negli impasti la presenza degli emulsionanti comporta: Volume > Migliore estensibilità della pasta Porosità della mollica + omogenea e fine Migliore conservabilità

79 Lecitina La lecitina viene utilizzata come: emulsionante (molecola possiede una parte lipofila e una idrofila); agente anticristallizzante: previene la cristallizzazione degli zuccheri in presenza di grasso, come nel cioccolato; agente anti-raffermamento: interagiscono con le molecole di amido e formano dei complessi che tendono a cristallizzare più lentamente per la presenza dell acido grasso, quindi il fenomeno della retrogradazione dell amido viene ritardato e la shelf-life del prodotto si allunga. addensanti.

80 I prodotti da forno: ingredienti secondari Plasticità, cioè è la reazione del grasso alle sollecitazioni fisiche cui è sottoposto, dipende dalla quantità di grassi solidi presenti alle temperature di impastamento e formatura ed è buona quando rapporto grassi/oli è di 1/1. Creaming, capacità del grasso di inglobare aria quando viene sbattuto con lo zucchero.

81 I prodotti da forno: ingredienti secondari L IA ha differenziato notevolmente i grassi in funzione del Solid Fat Profiles (SFC), parametro di grande importanza nella lavorazione dei diversi prodotti da forno. Secondo la destinazione si possono distinguere: g. da sfoglie, che assicurano una stratificazione omogenea del g. nell impasto ed evitano rotture nello strato di g rispetto allo strato di pasta g per pasticceria fine, con buone capacità di inglobare aria e potere emulsionante. sono in grado di mantenere a lungo la freschezza del prodotto g. per pasta frolla e pasta brisè, margarine spesso addizionate di caseina affinchè abbiano una consistenza al palato simile a quella del burro g. da creme, in grado di inglobare stabilmente aria

82 I prodotti da forno: ingredienti secondari Il ruolo funzionale svolto dai lipidi, sia quelli presenti naturalmente nella farina (lipidi nativi) sia quelli aggiunti come ingredienti nelle varie produzioni industriali, risulta di fondamentale importanza in quanto questa categoria di composti influenza: profilo sensoriale conservabilità aspetto nutrizionale

83 I prodotti da forno: ingredienti secondari Le principali funzioni tecnologiche dei lipidi sono: 1. areazione degli impasti 2. ritenzione di gas nella maglia glutinica 3. azione plasticizzante 4. azione antiraffermimento 5. miglioramento delle caratteristiche sensoriali 6. azione lubrificante

84 I prodotti da forno: ingredienti secondari In panificazione, i grassi impiegati intervengono positivamente: MISCELAMENTO LIEVITAZIONE COTTURA Prodotto finito Prodotto +compatto Prodotto + soffice la maglia glutinica si estende + facilmente + soffice, omogeneo e conservabile + a lungo

85 I prodotti da forno: ingredienti secondari Pasta frolla biscotti estrusi (tipo frollino) Friabilità (quantità elevate possono avere effetto repressore nei confronti del glutine) Fine suddivisione del grasso e ridotto sviluppo del glutine Pasta sfoglia Laminazione (fondamentale la plasticità, x assicurare continuità del grasso ed evitare rotture)

86 I prodotti da forno: ingredienti secondari Biscotti stampati ( secchi impasti molto consistenti) Biscotti colati (impasti molto fluidi-cialde, wafer). incorporare aria azione plasticizzante (sostituzione acqua) croccantezza stampaggio (miscele fluide [ ] elevate grassi SFI)

87 Ingredienti secondari: ZUCCHERI Zuccheri La legislazione italiana (L 580/67 e DM 5/02/70) consente l aggiunta di saccarosio, glucosio e maltosio. Gli zuccheri possono essere presenti nell impasto come componenti della farina, in quanto aggiunti o perché facenti parte di altri ingredienti; si possono suddividere in: fermentescibili non fermentescibili

88 I prodotti da forno: ingredienti secondari Gli zuccheri fermentescibili (glucosio e fruttosio) presenti nell impasto vengono utilizzati dai lieviti: C 6 H 12 O 6 +yeast 2CH 3 CH 2 OH+2CO 2 +yeast Z> 10% danneggia le cellule del lievito e ha effetto inibitore sulla fermentazione. I prod. dolciari nei quali la z arriva al 100% F richiedono necessariamente un agente lievitante chimico.

89 I prodotti da forno: ingredienti secondari Gli zuccheri non fermentescibili hanno una notevole importanza tecnologica poiché danno struttura all impasto: formano una glicoproteina che svolge un ruolo nella formazione della matrice dell impasto e, quindi, influenza le caratteristiche reologiche dello stesso.

90 I prodotti da forno: ingredienti secondari Formazione colore crosta (reaz. Maillard) L intensità del colore dipende dal tipo di zuccheri (fruttosio> glucosio> saccarosio) Aromi Aumenta shelf-life Influenza t di impastamento (>z >t) in quanto entra in competizione con il glutine per l acqua Friabilità (eccesso z provoca spugnosità) Porosità e volume del prodotto finito

91 Ingredienti secondari: fibra alimentare La fibra alimentare Parte edibile delle piante o analoghi dei carboidrati che resistono alla digestione e all assorbimento nel piccolo intestino, ma che vengono fermentati in maniera completa o parziale nell intestino largo.

92 I prodotti da forno: ingredienti secondari La quantità di fibra alimentare che si ritrova negli alimenti può essere dovuta alla composizione intrinseca degli stessi oppure è il risultato di un supplemento, in tal caso: ingrediente, se aggiunto in quantità superiori al 5%, additivo, se aggiunto in quantità inferiori al 5%.

93 I prodotti da forno: ingredienti secondari Classificazione della fibra alimentare capacità di disperdersi in acqua e formare soluzioni ad elevata viscosità suscettibilità all attacco da parte della microflora intestinale. Le fibre alimentari possono essere divise: idrosolubili (pectine, gomme, mucillagini e polisaccaridi di riserva) non solubili in acqua (cellulosa, emicellulosa e lignina).

94 I prodotti da forno: ingredienti secondari I benefici nutrizionali di una dieta arricchita in fibre sono stati analizzati in diversi studi. È stato dimostrato che i componenti idrosolubili della fibra comportano una diminuzione del livello di colesterolo ematico e partecipano alla regolazione della glicemia. La frazione non idrosolubile, invece, agisce nei vari disordini del tratto gastro-intestinale.

95 I prodotti da forno: ingredienti secondari La crescente consapevolezza da parte dei consumatori dell importanza di questo nutriente, ha comportato un incremento della produzione di pane arricchito in fibra, tanto che esso rappresenta un importante porzione delle vendite.

96 I prodotti da forno: ingredienti secondari Alimento funzionale Alimento caratterizzato da effetti addizionali rispetto al suo valore nutritivo dovuto alla presenza di componenti che interagiscono più o meno selettivamente con una o più funzioni fisiologiche dell organismo.

97 I prodotti da forno: ingredienti secondari Le proprietà fisiche e chimiche, responsabili degli effetti che la specifica molecola provoca lungo il tratto digestivo, comprendono: Idrosolubilità dei polisaccaridi e viscosità Capacità di assorbire/legare ioni e acidi biliari Capacità di assorbimento/ritenzione di acqua granulometria delle particelle capacità fermentativa.

98 I prodotti da forno: ingredienti secondari Ruolo funzionale: 1. proprietà viscoelastiche degli impasti 2. incremento dell assorbimento di acqua 3. stabilità dell impasto 4. volume specifico della prodotto finito 5. proprietà sensoriali

99 I prodotti da forno: ingredienti secondari Agenti lievitanti I prodotti da forno sono una eterogenea famiglia di prodotti a lievitazione chimica, fisica, biologica o mista. Vengono denominati agenti lievitanti tutte quelle sostanze che direttamente o indirettamente contribuiscono al rigonfiamento degli impasti e dei prodotti da forno.

100 I prodotti da forno: ingredienti secondari Lieviti Nel settore dei prodotti da forno vengono usate essenzialmente tre tipologie di formulazione ad effetto lievitante: Lievito industriale compresso Lievito naturale o di pasta acida Lievitanti chimici

101 I prodotti da forno: ingredienti secondari Lievito industriale compresso è composto da microrganismi coltivati. Si ottiene da colture selezionate di cellule di Saccharomyces cerevisiae e, in laboratorio, attraverso l allestimento di colture in successione, si ottiene la moltiplicazione delle cellule. Il processo di produzione, partendo da melasso unito a sali nutritivi e a lievito madre, porta ad ottenere, attraverso successive fasi di fermentazione e centrifugazione, il lievito pressato. È considerato la più ricca fonte di vitamine del gruppo B, oltre che di acido folico, minerali e aminoacidi.

102 I lieviti I lieviti sono organismi mesofili, la cui temperatura ottimale di crescita è compresa tra i 20 e i 30 C; solo di recente sono stati scoperti lieviti psicrofili. Considerando il Saccharomyces cerevisiae: Tmin è 0 C Tottimale=25 C, T=30-35 C fermen + rapide. T comprese tra i C sono letali per tutti i lieviti. L attività fermentativa ha un ph ottimale tra 4-6. negli impasti troppo acidi la v di fermentazione è ridotta. Generalmente il lievito viene aggiunto all'impasto con un rapporto rispetto alla farina che va dallo 0.2 al 5 %.

103 I lieviti I lieviti, inoltre, possono produrre in seguito a fermentazione secondaria anche dei metaboliti come esteri e alcoli superiori, che hanno un ruolo importantissimo nel delineare il profilo aromatico del prodotto finito. Gli esteri si formano dalla reazione di esterificazione di acidi grassi con alcol etilico e, in misura minore, con alcoli superiori. La concentrazione di esteri dipende dal tipo di fermentazione. Gli enzimi sono quasi tutti all interno della membrana cellulare del lievito.

104 Lievito industriale compresso: Lievito industriale compresso: la dose varia dall 1% al 6% in peso della farina. Aumentando la dose di lievito, si accelera la fermentazione condotta ad una data temperatura. Tuttavia il lievito impiegato in dosi elevate potrebbe non trovare nella farina sufficienti quantità di zuccheri fermentescibili per il proprio sviluppo.

105 I prodotti da forno: ingredienti secondari Lievito naturale o di pasta acida è composto da microrganismi sviluppatisi naturalmente. Detto anche lievito madre, si ottiene con diversi passaggi da un pezzo di pasta fresca di farina lasciato riposare per circa 2 settimane ad una temperatura di circa 25 C e nel quale si sviluppano i fermenti. La fermentazione con lievito naturale è dovuta allo sviluppo di batteri lattici e lieviti. Il Saccharomyces exiguus, principale responsabile della lievitazione naturale, assicura un apporto in aminoacidi essenziali che integra le proteine della farina e produce un fattore naturale antimicrobico.

106 I prodotti da forno: ingredienti secondari La fermentazione con lievito naturale viene impiegata per la produzione di: Prodotti dolciari da ricorrenza (panettone, pandoro) Prodotti sfogliati (crakers) Pani regionali (pugliese, toscano) Pani di frumento ottenuti da farine integrali o da miscele di vari pani (segale). La classificazione dei prodotti a lievitazione naturale può essere quindi condotta in base al tipo di farina utilizzata, alla formulazione (ricetta) e alla tecnologia di produzione.

107 I prodotti da forno: ingredienti secondari Lievitanti chimici favoriscono la lievitazione dell impasto mediante la liberazione di gas (CO 2 ). Si usa a tal scopo il bicarbonato di sodio o di ammonio, a cui è opportuno addizionare sostanze acide (acido tartarico, tartrato acido di potassio, sali di acido ortofosforico, ecc.) per neutralizzare l alcalinità del sale. produzione di CO 2 > 12% Le polveri lievitanti sono utilizzate generalmente per la produzione industriale di pane in cassetta, biscotti ed altri prodotti dolciari. Non sono ammessi per la preparazione del pane (L.580/67).

108 I prodotti da forno Redigere uno schema generale di produzione dei prodotti da forno risulta piuttosto difficile, considerato il gran numero di variabili di processo da considerare.

109 Classificazione dei sistemi prodotto-processo-materia prima

110 I prodotti da forno: pane Materie prime MISCELAMENTO LIEVITAZIONE COTTURA CONDIZIONAMENTO Prodotto finito

111 Formazione dell impasto (miscelamento) Per la formazione di un impasto con adeguate proprietà, è necessario che siano rispettate principalmente tre condizioni: 1. un corretto dosaggio dei singoli ingredienti; 2. Una distribuzione omogenea degli ingredienti nell intera massa dell impasto; 3. un corretto controllo delle condizioni di processo: energia meccanica, temperatura e tempo.

112 Processo produttivo dei prodotti da forno Proteine, amido, lipidi e sali minerali, partecipano tutti alla costituzione dell impasto. È una fase puramente meccanica ha lo scopo di: -legare omogeneamente gli ingredienti; -idratare le sostanze solubili; -formare il glutine.

113 Formazione dell impasto (miscelamento) La temperatura dell acqua di miscelazione, che influenza quella dell impasto, deve essere accuratamente settata, al fine di assicurare all impasto una temperatura finale di 24 ±2 C. Una temperatura maggiore infatti innesca il processo di lievitazione.

114 Processo produttivo dei prodotti da forno Fattori che influenzano la formazione dell impasto: variabili di processo: energia meccanica, temperatura e tempo. developed dough (sviluppo ottimale), undeveloped dough (sviluppo incompleto), overmixed dough (sviluppo eccesivo). contenuto in acqua elettroliti (cloruro di sodio: 2% nell impasto diretto; 1,8% in quello classico). agenti ossidanti e riducenti: ponti disolfuro e sui gruppi tiolici, depolimerizzazione delle proteine del glutine con riduzione dell elasticità e aumento dell estensibilità.

115 Processo produttivo dei prodotti da forno Acido ascorbico E300 (vitamina C) La normativa vigente (Decreto Legislativo 109/92) permette l aggiunta di acido ascorbico nelle farine convenzionali destinate alla produzione di pane e prodotti da forno. L acido ascorbico viene impiegato nella dose di 2-3g /quintale per migliorare la tenacità dell impasto.

116 Processo produttivo dei prodotti da forno Acido ascorbico E300 (vitamina C) Inoltre: permette di ottenere un pane più voluminoso e di un bel colore dorato; aumenta la tolleranza meccanica dell impasto: consente di riparare ad eventuali errori di impastamento (es. in caso di tempi troppo lunghi); migliora la maglia glutinica garantendo una buona tenuta della pasta e limitando il fenomeno del rilassamento dell impasto; assicura mollica morbida e ben alveolata.

117 Processo produttivo dei prodotti da forno L uso di tali additivi, definiti miglioratori o coadiuvanti tecnologici, ha lo scopo di ottenere prodotti apparentemente di buona qualità anche partendo da farine poco pregiate. Agiscono in modo da sviluppare: maggiore volume, migliore colorazione, alveolatura regolare, lievitazione uniforme.

118 Processo produttivo dei prodotti da forno Le impastatrici sono composte da: un basamento vasca di impasto in acciaio: fissa o mobile (ruotante) dispositivo/ organi di impastamento: diversi secondo il tipo di impastatrice (uno o due alberi, se verticale) motore principale: rotazione organi impastamento motore ausilario (in alcuni casi, azionante la rotazione della vasca) quadro elettrico per il controllo delle funzioni.

119 Processo produttivo dei prodotti da forno Le impastatrici possono essere classificate in: a) A spirale b)a braccia tuffanti c) A forcella d) Planetarie

120 Processo produttivo dei prodotti da forno Le impastatrici possono essere classificate in: a) A SPIRALE: Sono impastatrici utilizzate nei panifici, conferiscono morbidezza all impasto e permettono di ottenere un prodotto ben sviluppato e di fine porosità. L impasto viene effettuato grazie al movimento di una spirale in acciaio intorno al suo asse verticale. Il movimento della vasca avviene nei due sensi di direzione per mezzo di un motore indipendente da quello della spirale.

121 Processo produttivo dei prodotti da forno b) A BRACCIA TUFFANTI. Sono impastatrici nelle quali gli organi impastanti sono due braccia che entrano nella parte più esterna della vasca e si risollevano dal centro della vasca stessa, con un movimento tale da permettere la raccolta della pasta al fondo, il suo stiramento e successivo rilascio. Simula un impasto fatto a mano. Si tratta di una impastatrice una volta molto diffusa nel settore dei lievitati per la delicatezza con cui lavora la pasta: il riscaldamento a carico dell impasto è limitato, è però molto lenta.

122 Processo produttivo dei prodotti da forno c) A FORCELLA In queste impastatrici l organo impastante è rappresentato da una forcella che ruota inclinata rispetto all asse di rotazione della vasca. Ha il pregio di trasmettere basse quantità di energia (calore) alla pasta.

123 Processo produttivo dei prodotti da forno d) PLANETARIE Sono impastatrici impiegate in pasticceria, dotate di un dispositivo di movimento che termina con un portafruste che può avere un moto planetario. In base al tipo di prodotto che si vuol ottenere si cambia la frusta (frusta per meringhe e impasti montanti, gancio per impasti duri, etc.). Il vuoto che si forma sul fondo della vasca, crea una depressione che richiama aria e consente l areazione dell impasto.

124 Metodi di lavorazione degli impasti L impasto dei prodotti lievitati può essere diretto o indiretto: Il metodo diretto consiste nell impastare in un unica fase tutti gli ingredienti fino alla formazione di un impasto amalgamato ma non ancora perfettamente omogeneo. Viene previsto un periodo di riposo che permette il completamento dell idratazione e della formazione del glutine e il controllo delle caratteristiche dell impasto da parte dell operatore. Il periodo di riposo oscilla tra i 3 e i 5 minuti, dopodiché si riprende e si completa l impastamento.

125 Metodi di lavorazione degli impasti Il metodo indiretto riguarda impasti realizzati in due fasi. 1. La prima fase prevede la preparazione di un composto preliminare con lievito, acqua e farina (mai sale); questo impasto preliminare viene lasciato fermentare prima di essere incorporato agli altri elementi. Può essere: asciutto (biga) liquido (poolish). 1. La seconda fase consiste nell aggiungere al primo impasto il resto degli ingredienti. Per i prodotti lievitati ricchi di altri elementi che appesantiscono l impasto, come burro, zucchero, canditi ecc., la lavorazione prevede più impasti e successivi riposi.

126 Processo produttivo dei prodotti da forno Lievitazione La lievitazione è un azione dinamica che induce un aumento di volume. Produce una trasformazione sul prodotto originale, creandone un altro dalle caratteristiche proprie: forma, struttura, colore, aroma, sapore, consistenza, conservabilità. Tutti i prodotti da forno, secondo il sistema di lievitazione usato, si possono così raggruppare:

127 Processo produttivo dei prodotti da forno 1) Lievitazione biologica: In questo tipo di lievitazione vengono utilizzati i lieviti quali coadiuvanti della fermentazione che, essendo esseri viventi, necessitano di condizioni idonee al loro mantenimento di sviluppo: umidità, temperatura, acidità. Prodotti da forno in cui la lievitazione è ottenuta dalla produzione di anidride carbonica per fermentazione (es. lievito compresso, lievito naturale, sistema a biga)

128 I prodotti da forno: ingredienti secondari L anidride carbonica agisce sul volume e gli enzimi influiscono sul carattere sensoriale del prodotto finito, esaltando il sapore e determinando una maggiore digeribilità.

129 LA CELLA DI LIEVITAZIONE Le variabili di processo che influenzano la lievitazione: La fase di lievitazione (e maturazione) richiede come variabili di processo (set di variabili operative) per massimizzare le caratteristiche qualitative della pizza: la temperatura ( C), che deve essere fissata a valori ottimali per la crescita del lievito Saccharomyces cerevisiae (24-30 C); l umidità relativa (%), che deve essere mantenuta a valori ideali per le proprietà reologiche degli impasti (70 - l 80 %) ed è il parametro più difficile da controllare.

130 La temperatura di lievitazione influenza l attività dei lieviti e quindi la velocità di lievitazione e la quantità di anidride carbonica prodotta. In particolare, la temperatura ottimale di crescita del Saccharomyces cerevisiae è pari a C, l aumento della temperatura dell impasto di 1 C (dai 20 C fino ai 35 C) incrementa la velocità di fermentazione dell 8-12%. Temperature comprese tra i C sono invece letali per i lieviti, mentre temperature più basse inibiscono il metabolismo del lievito. La dose del lievito deve quindi essere calibrata in funzione delle materie prime ma anche delle variabili di processo considerate ( C, %). 0.6%, 1.1%, 1.7%, 2.3%, 3.4%

131 L umidità relativa dell ambiente condiziona notevolmente le proprietà viscoelastiche dell impasto, infatti un umidità compresa tra il % previene l evaporazione dell acqua dall impasto e aiuta a mantenere l elasticità e la tenacità dell impasto, o migliorandone lo sviluppo, per una pizza leggera e più digeribile, mentre un umidità relativa bassa provoca l essiccamento della superficie esterna dando origine all incrostamento dell impasto. 0.6%, 1.1%, 1.7%, 2.3%, 3.4%

132 Lievitazione 2) Lievitazione chimica: produzione di CO 2 > 12% Alcuni prodotti da forno, come per esempio i biscotti, paste frolle, plumcake e i dolci, vengono preparati utilizzando alte dosi di zucchero. Una concentrazione zuccherina elevata inibisce lo sviluppo dei lieviti, pertanto in questi casi si ricorre alla lievitazione chimica.

133 Lievitazione chimica 2) Lievitazione chimica: produzione di CO 2 > 12% L agente lievitante è una sostanza chimica che libera anidride carbonica. I diversi tipi di lievito in commercio sono miscele costituite da: un agente lievitante (bicarbonato di sodio o di ammonio), un agente acidificante (acido tartarico, tartrato acido di potassio, sali di acido ortofosforico, ecc.) una sostanza inerte (amido o farina), che non ha alcuna influenza sulla liberazione del gas.

134 Lievitazione fisica 3) Lievitazione fisica: Viene ottenuta per incorporazione di aria nella pasta. lavoro meccanico delle impastatrici: planetarie, continue del tipo Oakes, provviste di un sistema di insufflamento di aria (impastatrici per impasti montati). In questo tipo di lavorazione gli ingredienti hanno importante ruolo funzionale nel determinare la capacità dell impasto di trattenere aria: le uova, i grassi e gli emulsionanti!

135 Lievitazione fisica 3) Le uova, i grassi e gli emulsionanti sono ingredienti che, per loro struttura chimica, sono in grado di facilitare e stabilizzare l incorporazione di aria. es. prodotti da forno: pan di Spagna, meringhe (sbattimento prolungato di albume di uova e zucchero a velo)

136 Lievitazione fisica Un caso particolare di lievitazione fisica è quello della LIEVITAZIONE PER LAMINAZIONE prodotti in cui la lievitazione è dovuta essenzialmente alla sovrapposizione (coppie di cilindri/sfogliatrice) di strati impasto-grasso ripiegato su se stesso e sottoposto a una serie di successive laminazioni. H 2 O H 2 O H 2 O H 2 O

137 Processo produttivo dei prodotti da forno In cottura: gli strati di grasso rendono l impasto impermeabile al vapor d acqua che si sviluppa esercitando una pressione interna che provoca il sollevamento degli strati dell impasto e l aumento di volume del prodotto es. prodotti da forno: pasta sfoglia grasso impasto grasso impasto H 2 O H 2 O H 2 O H 2 O C H 2 O H 2 O H 2 O H 2 O

138 Processo produttivo dei prodotti da forno Cottura Le trasformazioni che avvengono durante la cottura sono di tipo: chimico (denaturazione delle proteine, gelatinizzazione dell amido, reazione di Maillard, ecc.) fisico (evaporazione dei gas, ecc.) caratteristiche sensoriali essenziali

139 Cottura La temperatura media del forno durante la cottura del pane è normalmente compresa tra i 220 C e i 275 C. La temperatura e il tempo di cottura variano in riferimento alla: consistenza dell impasto e alla pezzatura del pane forma del pane, definita dal rapporto superficie esterna/massa interna Generalmente gli impasti molli richiedono temperature di cottura più alte.

140 Cottura Il prodotto finale è influenzato: velocità di riscaldamento livello di umidità del forno quantità di calore applicato (T di cottura) tempo di cottura.

141 Processo produttivo dei prodotti da forno Fenomeni di trasporto Flusso termico Flussi molecolari Temperatura ( C) Fino a Eventi che si verificano durante la cottura Intensificazione della fermentazione con ulteriore sviluppo di gas e fenomeno dell oven rise Inattivazione e morte dei lieviti Vigorosa attività enzimatica. I granuli di amido sottraggono acqua al glutine, estendendo al massimo il reticolo Coagulazione del glutine. Arresto dell attività enzimatica. L alcool etilico e le altre sostanze aromatiche evaporano. 100 Completa coagulazione del glutine. L impasto diventa rigido. Evaporazione dell acqua e formazione della crosta Destrinizzazione (idrolisi parziale) dell amido e completa disidratazione della crosta Caramellizzazione degli zuccheri Formazione del colore bruno e delle sostanze aromatiche, dovute in parte alla reazione di Maillard.

142 Cottura I FORNI statici forno a platea forno a riverbero La cottura avviene contemporaneamente per conduzione, irraggiamento, convenzione

143 Cottura: Forno ciclotermico L uniformità della cottura può essere garantita dalla movimentazione del prodotto: per questo motivo oltre ai classici forni a platea fissa sono stati concepiti i forni a tunnel, nei quali le forme entrano trasportate da un nastro di acciaio mobile ed escono cotte.

144 Processo produttivo dei prodotti da forno Condizionamento I prodotti da forno devono essere raffreddati (Tamb in condizioni controllate). L umidità del prodotto deve essere resa uniforme, oppure, come nel caso delle merendine, addirittura ulteriormente ridotta (muffe).

145 I prodotti da forno Q t 1 t curva di decadimento della qualità di un prodotto alimentare

146 Confezionamento I prodotti da forno I fenomeni connessi allo scadimento qualitativo dei prodotti da forno sono rappresentati: dalla retrogradazione dell amido (raddrizzamento catene amilosio e loro avvicinamento reciproco con perdita d H 2 O di idratazione e formazione ponti H) (migrazione di H 2 O dall amido al glutine), dall ossidazione dei grassi, dalle modificazioni di consistenza legate a migrazione di umidità.

147 Processo produttivo dei prodotti da forno La scelta del materiale di packaging è di primaria importanza e deve considerare: caratteristiche del prodotto (aw) tempo di conservazione richiesto Caratteristiche : del materiale: permeabilità ai gas e all acqua, caratteristiche meccaniche e di saldabilità

148 Processo produttivo dei prodotti da forno Il confezionamento va effettuato in ambiente controllato, allo scopo di evitare contaminazioni microbiche. Può essere eseguito per allontanare l ossigeno residuo dalla confezione ed inibire l eventuale sviluppo di muffe in atmosfera inerte: come azoto o anidride carbonica.

149 Classificazione dei sistemi prodotto-processo-materia prima

150 Classificazione dei prodotti da forno

151 Processo produttivo dei BISCOTTI Prodotti di biscotteria e pasticceria: lievitazione chimica. Carbonati di sodio e di ammonio che durante la cottura liberano CO 2 assicurano un alveolatura regolare e fine. Inoltre la presenza di particolari ingredienti nella formulazione (es. albume d uovo) stabilizzano la schiumasponge prodotta con l impastamento.

152 Possono essere classificati in funzione della consistenza dell impasto e del rapporto ingredienti solidi /ingredienti liquidi: Plastici Molli (frollini) Fluidi (wafers, cialde, biscotti della fortuna, etc.). In base al tipo di formatura: Biscotti da rotativa (frollini) Biscotti laminati (secchi) Biscotti colati in stampi (es. savoiardi, amaretti)

153 Diagramma di flusso dei biscotti Ingredienti (M.P.) DOSAGGIO MATERIE PRIME IMPASTAMENTO FORMATURA IN ROTATIVA LAMINAZIONE COLAGGIO IN STAMPI BISCOTTI DA ROTATIVA (FROLLINI) BISCOTTI STAMPATI BISCOTTI COLATI

154 Le farine utilizzate hanno basi valori di W e basso contenuto proteico, poiché l impasto deve essere in genere poco elastico e deve essere limitata la formazione della maglia glutinica. I grassi impiegati devono fornire plasticità ai prodotti e vengono distribuiti uniformemente miscelandoli con lo z e poi con la farina. Gli zuccheri utilizzati sono: saccarosio, glucosio, destrosio, miele, sciroppo di glucosio, etc. La fonte proteica è rappresentata soprattutto da uova e latte.

155 Diagramma di flusso dei biscotti laminati e da rotativa Ingredienti (M.P.) DOSAGGIO MATERIE PRIME IMPASTAMENTO RIPOSO FORMATURA IN ROTATIVA COTTURA RAFFREDDAMENTO CONFEZIONAMENTO IMBALLAGGIO LAMINAZIONE STAMPAGGIO COTTURA RAFFREDDAMENTO CONFEZIONAMENTO IMBALLAGGIO BISCOTTI DA ROTATIVA (FROLLINI) BISCOTTI STAMPATI

156 Diagramma di flusso dei biscotti da rotativa DOSAGGIO MATERIE PRIME F molto debole (P=7-8% e P/L =0,1-0,2) IMPASTAMENTO RIPOSO FORMATURA IN ROTATIVA COTTURA RAFFREDDAMENTO La pasta frolla è sminuzzata da uno sbriciolatore. La rotativa è costituita da due rulli, uno è rigato x aggrappare la pasta ed uno ha funzione di stampaggio con le cavità x formare il biscotto. CONFEZIONAMENTO IMBALLAGGIO BISCOTTI DA ROTATIVA (FROLLINI)

157 Diagramma di flusso dei biscotti laminati F estensibile (P=8-9%, bassi valori di W) La fase di mix è piuttosto lunga e modifica la struttura delle proteine. L impasto elastico viene sfogliato su rulli lisci. deposto su un nastro trasportatore, dove incontra una taglierina che lo taglia trasversalmente in pezzi. I pezzi possono passare ad ulteriore laminazione e giungono al fogliettatore che provvede a stratificare la pasta ripiena (fogliettatore a pieghe) o tagliandola a pezzi che vengono sovrapposti (fogliettatore a taglio). Tra uno strato e l altro è possibile introdurre grasso. Infine la sfoglia passa all ultimo stadio di laminazione. DOSAGGIO MATERIE PRIME IMPASTAMENTO RIPOSO LAMINAZIONE STAMPAGGIO (rotostampatrice) COTTURA RAFFREDDAMENTO CONFEZIONAMENTO IMBALLAGGIO BISCOTTI STAMPATI

158 Diagramma di flusso dei biscotti colati DOSAGGIO MATERIE PRIME F sufficientemente elastiche (P=10-12%) IMPASTAMENTO Ad alta vel per lievitazione fisica COLAGGIO IN STAMPI o ESTRUSI COTTURA SMODELLAGGIO RAFFREDDAMENTO CONFEZIONAMENTO IMBALLAGGIO BISCOTTI COLATI Prodotto ad alta friabilità: savoiardi

159 Classificazione dei sistemi prodotto-processo-materia prima

160 Processo produttivo dei prodotti da forno In base alla legislazione italiana, il pane è il prodotto ottenuto dalla cottura totale o parziale di una pasta convenientemente lievitata, preparata con sfarinati di grano, acqua, lievito, con o senza aggiunta di sale comune (Legge 4/7/1967, n. 580, Art.14).

161 Processo produttivo dei prodotti da forno Il processo di panificazione prevede le seguenti operazioni unitarie: FARINA ACQUA LIEVITO SALE MISCELAMENTO FORMATURA LIEVITAZIONE COTTURA RAFFREDDAMENTO CONFEZIONAMENTO Diagramma di flusso del pane

162 Processo produttivo dei prodotti da forno I prodotti alternativi al pane: pane in cassetta (metodo diretto) Cracker (metodo indiretto)

163 I prodotti da forno LIEVITO FARINA ACQUA GRASSI SALE IMPASTAMENTO RAFFINAZIONE SPEZZATURA PREFERMENTAZIONE FORMATURA LIEVITAZIONE COTTURA formatura C UR(%)= C 20min RAFFREDDAMENTO TAGLIO CONFEZIONAMENTO Diagramma di flusso del pane in cassetta

164 Lievitazione biologica: cracker FARINA ACQUA LIEVITO GRASSI SALE Altri ingredienti IMPASTAMENTO C UR(%)= h I LIEVITAZIONE IMPASTAMENTO C UR(%)= h II LIEVITAZIONE LAMINAZIONE 1mm SFOGLIATURA TAGLIO E FORETTATURA SALE OLIO NEBULIZZAZIONE COTTURA CONFEZIONAMENTO crackers Diagramma di flusso di crackers

165 I prodotti da forno tradizionali I prodotti tradizionali Panettone, Pandoro, Colomba, Savoiardo, Amaretto, Amaretto morbido sono regolamentati in Italia dalla legge n. 350 del 24 dicembre 2003 e successive modifiche (Decreto 22/07/2005).

166 I prodotti da forno tradizionali La denominazione «panettone» è riservata al prodotto dolciario da forno a pasta morbida, ottenuto per fermentazione naturale da pasta acida, di forma a base rotonda con crosta superiore screpolata e tagliata in modo caratteristico, di struttura soffice ad alveolatura allungata e aroma tipico di lievitazione a pasta acida.

167 Processo produttivo dei prodotti da forno Prodotti tradizionali: lievitazione biologica. La madre è costituita da acqua e farina, lasciata lievitare in modo da arricchirsi in microrganismi presenti nell ambiente tra cui i Saccaromiceti. Vantaggi: sapore e aroma tipici (dovuti ad alcoli ed esteri formatisi nella fermentazione e a prodotti della reazione di Maillard), maggiore digeribilità. Svantaggi: tempi di lavorazione più lunghi.

168 Processo produttivo dei prodotti da forno Fermentazione alcolica (operata dai lieviti) e omo- o eterolattica (operata dai batteri lattici) dei carboidrati dell impasto, con formazione di: anidride carbonica, alcol etilico, acido acetico e acido lattico. Questo tipo di lievitazione è l unica utilizzabile per la panificazione artigianale: produce un alveolatura eterogenea, e contemporaneamente acidifica la massa, fenomeno importante non solo ai fini sensoriali, ma anche reologici e di conservabilità del prodotto (prolungamento della shelf life).

169 Processo produttivo dei prodotti da forno Preparazione MADRE MADRE ACQUA FARINA IMPASTAMENTO RINFRESCO C 4-6h SOSTA DI FERMENTAZIONE LIEVITO NATURALE Diagramma di flusso del lievito naturale

170 I prodotti da forno MADRE FARINA ACQUA C 4-6h IMPASTAMENTO SOSTA LIEVITAZIONE IMPASTAMENTO SALE C 4-6h C 6-8h 30 C 6-8h SOSTA LIEVITAZIONE IMPASTO BIANCO IMPASTAMENTO/ SOSTA Burro +Z IMPASTAMENTO FORMATURA SOSTA LIEVITAZIONE COTTURA IMPASTO GIALLO ALTRI I. F. RAFFREDDAMENTO CONFEZIONAMENTO PANETTONE Diagramma di flusso del PANETTONE

171 I prodotti da forno tradizionali La denominazione «pandoro» è riservata al prodotto dolciario da forno a pasta morbida, ottenuto per fermentazione naturale da pasta acida di forma a tronco di cono con sezione a stella ottagonale e con superficie esterna non crostosa, una struttura soffice e setosa ad alveolatura minuta ed uniforme ed aroma caratteristico di burro e vaniglia.

172 Diagramma di flusso del PANDORO Processo produttivo dei prodotti da forno MADRE MP IMPASTAMENTO LIEVITAZIONE C 4-6h FORMATURA INSERIMENTO IN PIROTTINO O IN STAMPO LIEVITAZIONE 30 C 6-8h DECORAZIONE ALTRI I. F. COTTURA RAFFREDDAMENTO FORZATO RAFFREDDAMENTO NATURALE CONFEZIONAMENTO

173 I prodotti da forno tradizionali La denominazione «colomba» è riservata al prodotto dolciario da forno a pasta morbida, ottenuto per fermentazione naturale da pasta acida, di forma irregolare ovale simile alla colomba, una struttura soffice ad alveolatura allungata, con glassatura superiore e una decorazione composta da granella di zucchero e almeno il 2% di mandorle, riferito al prodotto finito e rilevato al momento della decorazione.

174 MERENDINE DA FORNO Sono prodotti da forno in porzioni singole di pasta lievitata oppure frolla o pasta sfoglia, con o senza farcitura o copertura. I prodotti possono essere diversificati sulla base del tipo di lievitazione: merendine a lievitazione naturale (brioches); merendine a lievitazione chimica; merendine a lievitazione fisica (pan di Spagna); merendine ottenute per combinazione di due tipologie di lievitazione (pan di Spagna ottenuto x l. fisica e chimica);

175 Processo produttivo di merendine a lievitazione naturale Preparazione MADRE MADRE ACQUA FARINA IMPASTAMENTO RINFRESCO C 4-6h SOSTA DI FERMENTAZIONE LIEVITO NATURALE Diagramma di flusso del lievito naturale

176 I prodotti da forno Preparazione MADRE MP LIEVITAZIONE naturale in 3 fasi e fermentazione IMPASTAMENTO I. F. SPEZZATURA FORMATURA LIEVITAZIONE COTTURA RAFFREDDAMENTO FARCITURA, GLASSATURA, RICOPERTURA CONFEZIONAMENTO Una cottura insufficiente porta a prodotti umidi e poco conservabili, mentre cotture eccessive o T inadeguate possono rendere le merendine secche, bruciate e poco sviluppate in Volume. Il raffreddamento avviene in amb con filtrazione d aria ed è estremamente importante poiché la formazione di condensa favorirebbe lo sviluppo muffe sulla superficie. Diagramma di flusso di merendine a lievitazione naturale