Tendenza alla frattura dei wafer e migrazione dei grassi in prodotti di confetteria

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Durante la produzione industriale dei wafer le operazioni del taglio del prodotto costituiscono una delle fasi più critiche dell’intero processo. Infatti, durante tale fase il prodotto si può rompere, provocando una significativa riduzione della produttività del processo. Per limitare questo rischio è necessario disporre di modelli matematici in grado di prevedere la deformazione e la frattura dei wafer. Pertanto, in uno studio recente, effettuato da un gruppo di ricercatori inglesi (Mohammed et al., 2011), è stata effettuata un’analisi dettagliata dei fenomeni coinvolti in questi processi, utilizzando tecniche sperimentali, analitiche e numeriche. In particolare, i campioni sono stati sottoposti a test meccanici di compressione e di flessione, analizzando la microstruttura interna con un microscopio ottico, un microscopio elettronico a scansione (SEM) ed un sistema di tomografia computerizzata. Gli autori evidenziano che la struttura del prodotto è paragonabile a quella di una gomma espansa fragile ricoperta da un struttura decisamente più densa e più rigida. I valori dei moduli di compressione e di flessione sono risultati, rispettivamente, pari a 4.3 ed a 980 MPa. Ciò dimostra che la maggiore deformazione in flessione avviene nella parte più dura ed esterna del prodotto, ma in compressione i danni strutturali iniziano nella parte centrale del wafer. Inoltre, basandosi sulle immagini tridimensionali generate dalla tomografia è stato possibile determinare che la porosità globale dei biscotti è pari al 71% circa. Nello studio viene, infine, proposto un modello agli elementi finiti che si è dimostrato in grado di correlare con buona approssimazione i dati sperimentali, confermando il fatto che il collasso della struttura avviene dapprima nel cuore del prodotto.

Migrazione dei grassi in prodotti di confetteria

La migrazione dei grassi è un problema comune per prodotti di confetteria come praline e cioccolatini ripieni. In uno studio recente, effettuato da un gruppo di ricercatori americani (Motwani et al., 2011), sono stati investigati i fenomeni di trasporto che coinvolgono l’olio di arachidi in sistemi modello (a base di burro di cacao, addizionato o no con cacao in polvere) durante un periodo di conservazione di oltre 45 giorni a 23°C. In particolare, le cinetiche sono state monitorate utilizzando la gascromatografia in combinazione con una tecnica di campionatura sviluppata ad hoc. I risultati evidenziano che la diffusione dei lipidi provoca la dissoluzione del burro di cacao, con una conseguente diminuzione del contenuto di grassi solidi ed un incremento dell’espansione del volume dei campioni. Tale espansione può essere considerata come un processo opposto a quello di contrazione che avviene durante l’operazione di temperaggio del prodotto. È stato, inoltre, osservato che la diffusione dei lipidi è accompagnata da una fase di contro-diffusione del burro di cacao nell’olio di arachidi. Anche se il temperaggio diminuisce significativamente la diffusione dei lipidi, questo trattamento non si è dimostrato in grado di influenzare la dissoluzione del grasso solido o i fenomeni di contro-diffusione. Contrariamente a quanto riportato in altri studi di letteratura, la presenza del cacao in polvere aumenta significativamente la diffusione dell’olio. Gli autori attribuiscono quest’ultimo risultato al fatto che tale presenza limita la formazione della rete di cristalli del burro di cacao, rendendola meno densa e più permeabile all’olio stesso. All’inizio della conservazione, tutti i campioni presentano un contenuto in grasso solido uniforme: successivamente, tale contenuto diminuisce nel tempo, con valori minimi negli strati esterni del prodotto. Dopo 7 settimane, questo parametro diminuisce dal 75.4 al 63.7% nel cuore delle praline e dal 75.4 al 54.4% nelle parti più esterne. In sintesi, lo studio permette di concludere che per limitare i fenomeni di migrazione dei lipidi nei prodotti di confetteria è opportuno effettuare processi di temperaggio adeguati ed utilizzare rivestimenti con elevate capacità barriera nei confronti dei grassi. Ciò permetterebbe, allo stesso tempo, di evitare indesiderati cambiamenti delle dimensioni dei prodotti stessi, con un conseguente prolungamento della loro shelf-life.

Riferimenti bibliografici

I.K. Mohammed et al., Procedia Food Science, 1, 2011, 499-504

T. Motwani et al., Journal of Food Engineering, 104, 2011, 186-195

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