Studio dell’influenza delle matrici lipidiche sulla struttura del pane mediante l’Analisi d’Immagine

I lipidi sono sistemi chimici molto complessi: quando nella formulazione sono contenuti grassi aggiunti come ingredienti, insorgono complesse interazioni fra questi ultimi e gli altri ingredienti. Le proprietà chimico-fisiche e la concentrazione dei lipidi utilizzati per i prodotti da forno incidono molto sulla qualità totale del prodotto finito. È, infatti, fondamentale scegliere la giusta quantità e tipologia di lipide per avere un controllo totale delle funzioni tecnologiche di tale ingrediente.
Già durante la miscelazione dell'impasto si può osservare l'influenza dei lipidi sulla formazione del glutine, che è una rete coesiva ed estensibile costituita dall'interazione tra l'acqua e le proteine della farina. Quando alcuni grassi vengono aggiunti alla farina, questa matrice è interrotta e l'impasto diventa più morbido. Se il livello di grassi è elevato, la funzione lubrificante è molto pronunciata in quanto si forma poco glutine, l'amido si gonfia e la gelatinizzazione è anch'essa ridotta dando una texture molto morbida.
Inoltre, i grassi, lubrificando i filamenti di glutine, contribuiscono ad incrementare il volume di aria incorporato nell'impasto, stabilizzando le bolle d'aria formatesi e aumentando, quindi, volume e morbidezza del prodotto finito. Il ruolo dei cristalli di grasso nella stabilizzazione delle bolle di aria è stato oggetto di molti studi che hanno considerato shortening contenenti emulsionanti. Durante la miscelazione, i cristalli di grasso si ricoprono con uno strato interfacciale di proteine assorbenti (interfaccia cristallo-acqua). Essi assorbono la superficie delle bolle con un processo che implica la fusione dell'interfaccia cristallo-acqua con l'interfaccia aria-acqua. L'assorbimento dei cristalli di grasso aiuta a stabilizzare un grande numero di piccole bolle che devono espandersi senza rompersi durante la cottura. Aumentando la temperatura, i cristalli di grasso fondono, e l'olio formatosi riveste la superficie interna delle bolle e lascia dietro l'interfaccia cristallo-acqua che può essere utilizzata per un'ulteriore espansione delle bolle. Hoerr è stato il primo ad affermare che la forma polimorfica dei cristalli di grasso negli shortening influisce sull'incorporazione dell'aria: quando la fase solida dei grassi è costituita da cristalli di forma β', molte piccole bolle sono stabilizzate, mentre i più grandi cristalli β incorporano meno aria, generando così meno bolle grandi. Secondo alcuni autori la ragione per cui i piccoli cristalli β' sono in grado di inglobare aria in maniera più efficiente rispetto alla forma β è dovuta alle loro minori dimensioni che permettono loro di combinarsi intorno all'interfaccia delle piccole bolle più facilmente. Ulteriori studi hanno confermato che gli shortening possono stabilizzare un grande numero di piccole bolle e produrre una struttura della mollica più fine nel prodotto finale. Il grasso cambia le proprietà viscoelastiche delle bolle, stabilizzandole, ovvero evitando il contatto tra queste e prevenendo cosi la coalescenza.
L'incorporazione dell'aria in un impasto produce bolle temporaneamente stabili attraverso l'assorbimento delle proteine. L'assorbimento dei grassi è un processo secondario e implica un'interazione tra l'interfaccia cristalli di grasso-acqua e aria-acqua in modo che le due interfacce diventino continue e l'estremità di ogni grasso sia a diretto contatto con l'aria. Questi eventi dimostrano che, sebbene i cristalli di grasso non siano per loro natura interfaccialmente attivi, la presenza del loro strato superficiale permette loro di diventarlo. Il meccanismo, con il quale i cristalli individuali o piccole masse di cristalli di grasso assorbiti all'interfaccia aria-acqua arrivano alla superficie delle bolle, non è del tutto chiaro.
Secondo Boode, i cristalli individuali possono essere assorbiti sia direttamente e rapidamente sulla superficie delle bolle, sia quando sono ancora attaccati e si stanno separando dalle goccioline di shortening. Il fenomeno di “rivestimento” delle bolle d'aria da parte degli shortening è un processo transitorio durante la miscelazione perché le goccioline di grasso vengono poi separate/allontanate dalle forze di taglio lasciando solo i cristalli attaccati all'interfaccia dell'aria. La velocità con la quale i cristalli di grasso sono espulsi dagli shortening durante la miscelazione (e perciò il numero di cristalli liberi nella fase acquosa) può controllare la velocità con cui le bolle d'aria possono essere stabilizzate e, quindi, la loro distribuzione nel prodotto finale. La separazione dei cristalli di grasso dalle goccioline di shortening contenenti emulsionanti è stato precedentemente osservato anche da Buchheim et al. (1985).
Nello studio del ruolo funzionale dei lipidi è fondamentale considerare l'interazione degli altri ingredienti dell'impasto sull'assorbimento dei cristalli di grasso all'interfaccia aria-acqua. Quando lo zucchero è aggiunto alla miscela degli ingredienti, il numero di cristalli di grasso assorbiti a ciascuna bolla diminuisce di almeno il 50%. In effetti, la presenza dei cristalli di zucchero nella fase acquosa, inibisce fisicamente l'accesso delle goccioline di olio e dei cristalli di grasso alla superficie della bolla e, inoltre, riduce l'assorbimento dei cristalli. Altri studi hanno dimostrato che la farina conterrebbe una componente (probabilmente una proteina solubile) che promuove l'assorbimento dei cristalli di grasso all'interfaccia aria-acqua delle bolle. Il ruolo funzionale dei lipidi nei prodotti da forno dipende dal tipo di lipide utilizzato e dall'interazione con gli altri ingredienti dell'impasto. La giusta quantità di lipidi nell'impasto di pane migliora il volume, la struttura, e la shelf-life del pane (Erazo-Castrejón et al., 2001). I lipidi, specialmente i lipidi polari, possono migliorare il volume del pane, la struttura, e ritardarne il raffermamento. Daftary et al. (1968) determinarono che i lipidi polari, e in particolare modo i glicolipidi, erano utili nei prodotti da forno, mentre i lipidi non polari erano dannosi. Erazo-Castrejón et al. (2001) ha riportato che i lipidi polari potevano dare diversi effetti: alti livelli erano benefici e piccoli livelli dannosi. Studi aggiuntivi condotti da Chung et al. (1984) e riportati da Erazo-Castrejón et al. (2001) mostrarono che tra i glicolipidi, il digalattosilgliceride (DGDG) aveva la più alta influenza sulle caratteristiche del pane. In conclusione, gli effetti benefici dei grassi nei prodotti da forno potrebbero essere un risultato della combinazione della loro capacità emulsionante, stabilizzante della schiuma e lubrificante.