Ruben Porto è un abile gelatiere gallese, foriero di interessanti iniziative tra cui il bellissimo sito http://icecreamscience.com che vi invito a visitare. D’accordo con lui ho deciso di tradurre alcuni suoi articoli che possono essere di interesse per il gelatiere professionista e ricercatore. A convincermi è stata la qualità delle sue ricerche, la rigorosità nel citare le fonti e il linguaggio chiaro con cui affronta gli argomenti. Questa settimana il tema a carattere introduttivo riguarda le proteine e in particolare il loro impiego nel gelato.

Le proteine nel gelato, di R. Porto

Il gelato è composto da una miscela di aria, acqua, grasso del latte, solidi non grassi del latte chiamati in inglese con l’acronimo MSNF, (lattosio, proteine, minerali, vitamine idrosolubili, enzimi e alcuni componenti minori), zuccheri, stabilizzanti, emulsionanti e aromi (Goff & Hartel 2013). In questo articolo, vedremo il ruolo delle proteine nel gelato.
Le proteine del latte sono presenti nel gelato come parte dei MSNF, tradizionalmente forniti da latte e panna, latte condensato e/o latte scremato in polvere (Goff 2008, 2015). Esse sono suddivise in caseine e proteine del siero di latte. Le prime rappresentano circa l'80% delle proteine totali del latte e il restante 20% comprendono le proteine del siero del latte (Fox & McSweeney, 1998). A loro volta le proteine del siero sono costituite principalmente da β-lattoalbumina (50%) e α-lattalbumina (20%) (Smith & Campbell, 2007).
Le proteine del latte intervengono in tre importanti aspetti funzionali nel gelato: emulsionante, areante e in alcuni comportamenti specifici nella fase in soluzione (Goff, 2015).

 

1. Funzione emulsionante

1.1. Emulsionano la fase grassa

Il gelato è un'emulsione grasso-in-acqua in cui una fase grassa, solitamente derivata da latte e panna, viene dispersa in una fase acquosa continua (Fredrick et al., 2010). Le emulsioni sono termodinamicamente instabili, il che significa che l'olio e l'acqua si separeranno a causa dell'alta tensione interfacciale tra le superfici di olio e acqua.
Subito dopo l'omogeneizzazione, in cui la fase grassa viene suddivisa in numerose piccole goccioline, le proteine vengono adsorbite rapidamente sulla loro superficie, formando una membrana che le ricopre parzialmente. Questa membrana riduce la tensione interfacciale tra le superfici di grasso e l’acqua, stabilizzando i globuli e impedendo che si uniscano (Dickenson, 2003; Goff, 1997).

1.2. Promuovono una parziale coalescenza tra i grassi

Una quantità considerevole delle proteine adsorbite sulla superficie delle piccole goccioline di grasso, viene quindi sostituita da emulsionanti aggiunti durante maturazione. In questa fase la miscela di gelato permane a 4° C (39,2 ° F) per un minimo di 4 ore, e ciò rende i globuli grasso sensibili a una parziale coalescenza (ossia si stabilisce una connessione irreversibile tra essi). Un'emulsione di gelato dovrebbe essere stabile prima del congelamento, ma abbastanza instabile in modo che la coalescenza parziale si verifichi durante la fase di mantecazione, dove il mix di gelato è congelato mentre è agitato per incorporare l'aria (Goff, 1997). I globuli di grasso parzialmente coesi sono cruciali per lo sviluppo di una consistenza liscia e la resistenza alla fusione (Goff, 1997).
Una comprensione delle interazioni proteina-emulsionante all'interfaccia grasso è fondamentale per promuovere il livello ottimale di coalescenza parziale durante
la mantecazione. Proteine eccessive o emulsionanti insufficienti possono rendere l'emulsione troppo stabile, con conseguente riduzione delle percentuali di coalescenza parziale.

2. Funzione aerante

Il gelato è generalmente sotto forma di una schiuma parzialmente ghiacciata. Le proteine contribuiscono sia alla formazione della schiuma che alla sua stabilizzazione, un fattore importante per la struttura complessiva e la stabilità (Turan et al., 1999; Pelan et al., 1997; Zhang and Goff, 2004, 2005).

2.1. Formazione della schiuma

Durante la mantecazione, l'aria viene introdotta nella miscela di gelato in virtù dell'azione dell’albero rotante. Le bolle d'aria, o celle d'aria, si formano inizialmente con un cospicuo volume, ​​ ma vengono progressivamente ridotte di dimensioni dagli sforzi di taglio dell’albero del mantecatore (Goff & Hartel, 2013). Si ritiene che queste bolle d'aria contribuiscano alla percezione sensoriale della sofficità, con celle d'aria disperse più piccole che producono una sensazione di maggiore cremosità durante il consumo (Goff, 2002; Eisner et al., 2005). Le proteine del latte sono ben conosciute per le loro proprietà schiumogene (Xinyi et al., 2010) e quindi contribuiscono alla formazione delle prime bolle d'aria nella miscela (Goff & Hartel, 2013).

2.2. Stabilizzazione della schiuma

Le piccole bolle d'aria appena formate non sono stabili e devono essere stabilizzate per evitare che collassino. Le proteine interagiscono con gli emulsionanti aggiunti e il grasso parzialmente coeso, venendo adsorbite all'interfaccia. Ciò comporta la necessaria stabilizzazione delle bolle d'aria prevenendo un rapido collasso (Pelan et al., 1997).

3. Comportamento in soluzione

Durante la mantecazione, non tutta l'acqua contenuta in un gelato è congelata. L'acqua non congelata contiene tutti i componenti disciolti, inclusi zuccheri, sali, alcune proteine e alcuni stabilizzanti, ed è questa fase non congelata che tiene insieme l'intera struttura (Goff & Hartel, 2013).
La capacità delle proteine di legarsi all’acqua nella fase non congelata, porta ad una maggiore viscosità della miscela, che conferisce corpo e consistenza utili: aumenta il tempo di fusione del gelato e contribuisce a ridurre la percezione di ghiaccio (Schmidt et al., 1993; Alvarez et al., 2005; Patel et al., 2006; Goff 2008).

4. Cristallizzazione dell’acqua

La dimensione del cristallo di ghiaccio è un fattore critico nello sviluppo del gelato da una tessitura fine e cremosa (Donhowe et al., 1991). Un gelato siffatto richiede che la maggior parte dei cristalli di ghiaccio sia piccola, con dimensioni comprese tra 10 e 20 μm. Se molti cristalli sono più grandi di queste dimensioni, il gelato sarà percepito come grossolano o ghiacciato (Drewett & Hartel, 2007; Goff & Hartel, 2013). I cristalli di ghiaccio si formano durante la fase di mantecazione e crescono durante la fase di abbattimento, dove il gelato parzialmente congelato viene indurito in un congelatore dove non avviene agitazione.

Le proteine svolgono un ruolo importante nel minimizzare la crescita dei cristalli di ghiaccio attraverso la riduzione del rateo di ricristallizzazione (un cambiamento nelle dimensioni e nella forma dei singoli cristalli) durante la fase di congelamento statico. Patel et al. (2006) hanno dimostrato che l'aumento del contenuto proteico, usando sia i concentrati di proteine del latte (MPC) che i concentrati di proteine del siero di latte (WPC), portano a dimensioni più piccole dei cristalli di ghiaccio e a una struttura più stabile. Inoltre dopo una settimana di stoccaggio, si è notato come la consistenza era anche più desiderabile per i gelati nei quali era stato incrementato il contenuto proteico.

Bibliografia

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Donhowe, D. P., Hartel R. W., and Bradley R.L., 1991. Determination of ice crystal size distributions in frozen desserts. Journal of Dairy Science. 74.

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Pelan, B. M. C., Watts, K. M., Campbell, I. J., Lips, A., 1997. The stability of aerated milk protein emulsions in the presence of small molecule surfactants. Journal of Dairy Science. 80:2631–2638.

Schmidt, K., Lundy, A., Reynolds, J., and Yee, L. N., 1993. Carbohydrate or protein based fat mimicker effects on ice milk properties. Journal of Food Science. 58(761–763):779.

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Smith, A.K., and Campbell, B. E., 2007. Microstructure of Milk Components. In Structure of Dairy Products. Tamime, A., Singapore: Blackwell.

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Zhang Z., and Goff, H. D., 2005. On fat destabilization and composition of the air interface in ice cream containing saturated and unsaturated monoglyceride. International Dairy Journal. 15:495–500.

 

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