Riassunto analitico
Scopo di questa ricerca è stato lo studio del gelato artigianale, prodotto tipicamente italiano.
Il gelato è, per definizione, un dessert freddo areato che si consuma a temperatura negativa, l’aria è immessa nel prodotto durante la mantecazione e avviene a pressione atmosferica o sotto pressione: nel primo caso si ha il gelato artigianale, nel secondo quello industriale e/o ice cream. In particolare, quando l’aria è immessa a pressione atmosferica e viene incorporata durante il congelamento, il prodotto sarà caratterizzato da bassi valori di overrun (termine con cui si intende la quantità di aria inglobata). L’overrun è, pertanto, un attributo distintivo del gelato, perché ne modifica in modo significativo la struttura, il comportamento alla fusione e non ultime, le proprietà sensoriali.
Il processo di trasformazione della miscela liquida in gelato avviene nel mantecatore.
L’intera fase di congelamento dura pochi minuti ed è solo in apparenza semplice. In realtà coinvolge modificazioni di tipo chimico-fisico che permettono la trasformazione della miscela liquida in un sistema a tre fasi, con una fase gassosa costituita dall’aria incorporata, una fase solida costituita dai cristalli di ghiaccio ed una fase liquida derivante dall’acqua non congelabile. Il rapporto tra i costituenti di queste tre fasi determina la struttura finale del gelato.
Sono state effettuate prove per valutare la sopravvivenza di ceppi potenzialmente prebiotici di L.casei alla fase di congelamento del gelato, esaminando l’influenza della formulazione, in particolare il contenuto in grasso e fibra prebiotica sulla sopravvivenza dei ceppi. Dalle prove è emerso che la formulazione del contenuto di fibre o grasso non contribuiscono a migliorare la sopravvivenza dei microrganismi inoculati. Infatti la velocità a cui avviene il congelamento è talmente alta da rappresentare l’unico fattore limitante la sopravvivenza dei microrganismi
Non esiste nei mantecatori attualmente in uso, la possibilità di seguire il processo di congelamento. E’ stato, quindi, studiato una nuovo sistema di rilevazione della temperatura e di costruzione di una curva temperatura/tempo, che ha consentito di studiare la cinetica di congelamento e le sue singole fasi.
Da questo studio e dai dati sperimentali raccolti, è stato possibile comprendere il ruolo del punto di congelamento della miscela nella definizione delle caratteristiche fisiche del gelato e, come risultato finale, come agire nella fase formulativa per ottenere un gelato con determinate caratteristiche
L’ultimo obiettivo è stato quello di studiare come le variazioni apportate a singoli ingredienti della formula del gelato modificassero il risultato finale.
L’ipotesi è che le proprietà fisiche finali del gelato siano il risultato dell’interazione tra le proprietà cinetiche dei singoli ingredienti.
Per poter prevedere le caratteristiche del gelato, sarà, pertanto, necessario conoscere il comportamento al congelamento dei singoli ingredienti o di categorie di ingredienti.
Fino ad oggi, gli ingredienti venivano considerati nel loro insieme
L’approccio che è stato seguito è, invece, al contrario, quello di estrapolare il comportamento dei singoli ingredienti, testandoli in strutture estremamente semplificate, amplificando l’influenza sulla cinetica di congelamento. Essendo, infatti, note le relazioni tra cinetica di congelamento e caratteristiche fisiche del gelato è possibile prevedere la struttura finale che si otterrà
In questo modo è possibile ottenere un database dei singoli ingredienti con le informazioni necessarie per inserirli in formula conoscendone a priori l’effetto sul prodotto finale. Le prove di messa a punto di una formula, risultano, quindi, molto ridotte e semplificate.
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Abstract
The aim of research is the study of the artisanal gelato, typically Italian product.
The gelato is a cold dessert to be consumed at negative temperature, with an aerated structure obtained by incorporating air at atmospheric pressure or under pressure, in the first case is gelato, in the second case is industrial gelato or ice cream.
In particular, when air is introduced at atmospheric pressure and is incorporated during the freezing phase, the product is characterized by low overrun values (term by which is meant the amount of air incorporated).
Finally, the amount of air incorporated is a distinctive attribute of the ice cream because it significantly changes its structure, melting temperature and, not least, sensory properties.
The process of transformation of the liquid mixture in gelato that occurs in the batch freezer is certainly the heart of the gelato production. The entire freezing phase lasts a few minutes and is only apparently simple. Actually, it involves various transformations of chemical-physical type that allow the conversion of the liquid mixture into a three-phase system, with a gaseous phase constituted by the air that is incorporated; a solid phase formed by ice crystals; and a liquid phase consisting of non-freezable water. The relationship between the constituents of the three phases determines the final structure of gelato.
Tests were carried out to evaluate the survival of potentially prebiotic strains of Lactobacillus casei to the freezing phase of the gelato, the influence of the formulation, mainly the content of fat or of the prebiotic fiber, on the survival of the strains.
Tests show variation of the content of fiber or fat do not contribute any modification to the survival of the inoculated bacteria. In fact, the rate at which the freezing of the mixture happens is so high that it turns out to be the only determining factor for the bacteria mortality
Currently the batch freezer are not equipped with devices able to give information related with the freezing process
Therefore, a new methodology to collect data related with the freezing process, has been studied, using a temperature detection system and data logging to build a curve time/temperature that has allowed to investigate the kinetics of freezing and its individual phases. From this study and from the collected experimental data, it was possible to understand the role of the freezing point of the mixtures in the definition of the physical properties of the gelato and, as a result, how to act on the formulation in order to obtain gelato with certain characteristics.
The last purpose was to study how the changing in the single ingredients of the gelato formulation, can influence the results.
The assumption is that the final physical properties of gelato are the results of the interaction among the kinetics properties of each ingredient.
In order to be able to forecast the characteristics of gelato, it will be necessary to know the freezing behavior of the single ingredients or category of ingredients.
To date, the ingredients were been considered as a whole as a part of a more complex formulation.
The approach taken, on the contrary, is been that of extrapolate the behavior of the single ingredients, trying them in extremely simplified formulations and amplifying their contribution to the kinetic of freezing. This because are known the relations between kinetic of freezing and physical properties of the gelato. In this way it was possible to collect a database of the kinetic behavior of each single ingredient, to make easier their introduction in the formulation, being, a priori known their effects on the final product.
The developing phase of the gelato bases, in this way, results easier and faster.
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