Il mercato, sempre più convulso ed esigente, richiede oggi la massima attenzione per alcune caratteristiche del prodotto che un tempo venivano trascurate. Ancora di più del sapore, il leitmotiv pressante è quello di un gelato cremoso, stabile e caldo al palato.
Lo sa bene chi ha saputo cogliere la palla al balzo promuovendo prodotti, solo alcuni dei quali sensati e validi, ma anche fantomatici indici di misura giustamente ignorati dalla comunità scientifica.

Appurato il clima in cui vive, il gelatiere evoluto avverte la necessità di seri strumenti di ausilio nel proprio lavoro, il più possibile accurati, fondati nella teoria e nella pratica e che rispondano alle mutate esigenze della clientela.

E se da una parte oggi abbiamo a disposizione la possibilità di simulare in modo soddisfacente il quantitativo di ghiaccio nel nostro gelato, attraverso la scelta di una curva di congelamento opportuna e aggiornata, dall’altra come dicevo siamo un po’ indietro per quanto riguarda gli altri contributi alla reologia del prodotto. In particolare è importante capire la dinamica dell’acqua non congelata. Fenomeni come la shelf life strutturale, ossia quanto tiene la struttura nel tempo, quindi lo sgocciolamento, l’aumento di dimensione del cristallo di ghiaccio e il depauperamento dell’overrun, dipendono in buona parte da questo.

Il ragionamento che ha portato al concepimento di un parametro come il CAL, Controllo dell'Acqua Liquida, è che si possono correlare i fenomeni di controllo della mobilità dell’acqua non congelata, appunto liquida, alla viscosità. E la viscosità a sua volta si può correlare al peso molecolare medio dell’ingrediente (polimero) che sto utilizzando:

"Generally, it can be said that the higher the molar mass of a polymer, the higher the viscosity of the polymer solution will be".
Tieke, B. (2005). Makromolekulare Chemie. 2nd ed. Weinheim: WILEY_VCH Verlag GmbH & Co. KgaA

Ma ci sono delle considerazioni da tener presente.

Prendiamo in esame il rapporto tra viscosità e mobilità dell’acqua nel gelato: quest’ultimo è un fenomeno piuttosto complesso e in approssimativa connessione a grandezze fisiche come la viscosità. Perchè approssimativa? Una maggiore viscosità del sistema non ci garantisce sempre una minore mobilità dell’acqua localmente, in particolare nei pressi del cristallo di ghiaccio. In altre parole i fenomeni di ricristallizzazione sono determinati localmente, cioè interessano l’area attorno al cristallo, mentre la viscosità è una proprietà globale ed emergente dalla complesse interazioni all’interno del nostro gelato.

Questo è un fatto che si inquadra in un problema più generale di connessione tra le teorie della diffusione e i fenomeni locali, ossia su scala molecolare. In una microstruttura complessa e mutevole come quella del gelato la questione manderebbe ai matti anche fisici di fama, ed è una problematica annosa che i cosiddetti food scientist tentano di risolvere attraverso dei modelli matematici. In particolare nel nostro caso del gelato, ci sono molti modi per raggiungere la medesima viscosità con microstrutture diverse, e sono proprio queste ultime che determinano i fenomeni locali di diffusione che ci interessa conoscere.

Questo fatto è ben testimoniato dal fenomeno della ricristallizzazione. Nello studio "Application and Functions of Stabilizers in Ice Cream" di M. Bahramparvar & M. Mazaheri Tehrani (2011), Food Reviews International, 27:4, 389-407, la viscosità viene indicata sì come parametro legato al rallentamento della ricristallizzazione, ma in una maniera non così chiara, in quanto a parità di viscosità si hanno effetti crioprotettivi diversi.
Ad ogni modo è da sottolineare che in una situazione a forte concentrazione, come si ha in quella di un gelato, rimane molto buona la correlazione tra viscosità e mobilità locale dell’acqua.

Un interessante e recente studio, “Rheological Characterization and Sensory Evaluation of a Typical Soft Ice Cream Made with Selected Food Hydrocolloids”, pubblicato su “Food Science and Technology International”, mostra come gli stabilizzanti che forniscono una maggiore viscosità donano un effetto sul gelato di minor freddezza e maggiore finezza al palato, maggiore stabilità e consistenza, migliore resistenza allo sgocciolamento.

Tutte queste caratteristiche sensoriali sono state correlate alle misure strumentali trovando delle ottime corrispondenze.

Riguardo invece al legame tra peso molecolare e viscosità, sono note in letteratura delle equazioni che però implicano la conoscenza di alcuni coefficienti tipici per ogni polimero, che può essere un tipo di fibra, un addensante o una proteina. Questi coefficienti determinano le caratteristiche specifiche del polimero e del suo rapporto con il solvente, e quindi del suo comportamento anche in situazioni di alta concentrazione come quelle tipiche del gelato.

Insomma a rigore per la viscosità non basta sapere solo il peso molecolare, ma giocano un certo ruolo anche la struttura e la complessità della molecola, e come interagisce con l’ambiente in cui si trova. Purtroppo data l’alta variabilità degli ingredienti utilizzabili in un gelato, ci risulterebbe arduo fornire questi descrittori. Non solo, ma a complicare ulteriormente le cose ci pensano ingredienti complessi come la frutta, caratterizzati cioè da diverse tipologie di sostanze in grado di controllare la mobilità dell’acqua. Si pensi solamente alla variabilità in termini quantitativi e qualitativi di fibre presenti nei differenti frutti, ma anche alla variabilità che si ha nel frutto stesso a differenti gradi di maturazione. Al gelatiere più accorto non sarà sfuggito il fatto che si hanno risultati diversi in termini di struttura in un sorbetto preparato con banane mature e uno con banane immature. Questo avviene perché ci sono dei cambiamenti fisico-chimici nel frutto durante la maturazione che interessano anche le fibre.

Quindi non è facile determinare in modo accurato la viscosità di una miscela per via predittiva, ossia solo attraverso delle equazioni per le ragioni già esposte. Tuttavia per la Free-zing APP! abbiamo formulato una relazione ispirata all’equazione di ​​ Mark–Houwink–Sakurada che prende in esame alcune caratteristiche di carboidrati e proteine e il loro contributo appunto alla viscosità. Si è osservato sperimentalmente che la relazione tra risultati e il contributo alla viscosità delle varie componenti interessate, rimane valida.

Il CAL, Controllo dell'Acqua Liquida, è dunque un indice sì empirico, ma elaborato su solide basi teoriche. Inoltre le innumerevoli prove sviluppate in laboratorio sono state piuttosto promettenti, fornendoci risultati con un alto grado di affidabilità. Da tener presente che questo indice si riferisce al contributo di proteine e carboidrati (quindi anche molti addensanti) ed è utilizzabile esclusivamente in modo comparativo, ossia il suo valore non è formalmente legato alla misura di una grandezza fisica. Allora come ci può essere d'aiuto? Facciamo un esempio pratico:

Mi è capitato recentemente di studiare una ricetta di un gelatiere che lamentava eccessiva freddezza al palato, durezza e numerose pozzette di liquido superficiali: si tratta di un sorbetto di melone invernale.
Ora il melone invernale rispetto ad altri frutti come il kaki fornisce un CAL piuttosto modesto, che va quindi corretto scegliendo opportunamente gli ingredienti. ​​ Avrebbe voluto aumentare il PAC della ricetta per ammorbidire da un lato il gelato, ma era frenato appunto dalla presenza di queste pozzette di liquido nel timore che potessero aumentare. Questa è la ricetta in % in peso:

 

acqua 20.80
farina di semi di carruba 0.10
guar 0.10
melone bianco 50.00
saccarosio 29.0

che inserita nella Free-zing app mi fornisce un CAL di 17 a -12°C: come immaginavo il CAL risultava basso. Quindi addirittura riducendo leggermente il saccarosio ma aumentando leggermente il melone e sostituendo gli addensanti, ho formulato la seguente correzione:

acqua: 15.9
melone bianco: 55.0
saccarosio: 28.8
tara: 0.3

permettendomi di avvicinarmi al CAL medio ottimale di un sorbetto pari a 25. L’effetto è stato quello di annullare completamente le pozzette di acqua e aumentare l’overrun così da rendere il sorbetto più morbido e piacevole al palato. Aumentando la viscosità ad un giusto livello abbiamo permesso un’incorporazione di aria ottimale (attenzione che un incremento eccessivo sortisce l’effetto opposto), allo stesso tempo attraverso un aumento del controllo dell’acqua, abbiamo abbassato notevolmente la probabilità e il tempo di insorgenza delle pozzette d’acqua che si formavano per eccessivo drenaggio di liquido nella struttura.

Questa operazione è probabilmente quanto un esperto gelatiere avrebbe fatto, senza conoscere il CAL, ma la differenza è che ora ha in mano uno strumento per valutare l'entità dell'intervento, senza imbattersi in varie prove ed errori, con il rischio di sovrastabilizzare (generalmente il problema è denunciato da un CAL molto elevato).

Un'altra applicazione del CAL è quella della mutua sostituzione di fibre, maltodestrine e sciroppi di glucosio specie a basso DE. Come testimonia il lavoro del maestro gelatiere Stefano Ferrara nel suo recente blog di esperienze in laboratorio. In questo caso viene utilizzato un altro indice il WCI, a cui il CAL si ispira: concettualmente sono indici analoghi avendo il secondo un campo di applicazione più esteso e accurato.

Insomma ogni qualvolta mi trovo ad affrontare una situazione che richiede una maggiore shelf-life strutturale (e non solo) do un'occhiata al CAL della ricetta e la confronto con un mio riferimento per tipologia di gusti. Vado poi a ragionare, non solo sulle eventuali problematiche, ma sull'impiego di questo gelato e sulla catena del freddo. Ad esempio per un banco vetrina mi servirà senz'altro una stabilità maggiore rispetto a un banco a pozzetti.

In definitiva nella Free-zing APP, di prossima pubblicazione, abbiamo da una parte una serie di parametri che ci aiutano ad elaborare delle considerazioni sull'acqua ghiacciata: la curva di congelamento aggiornata alle ultime ricerche, il tempo ideale di mantecazione che ci fornisce indicazioni sulla grandezza dei cristalli di ghiaccio, la temperatura di congelamento, etc. Dall'altra abbiamo appunto il CAL che ci fornisce delle indicazioni invece sulla parte non ghiacciata dell'acqua. Queste andranno chiaramente integrate alle informazioni sui grassi (quantità, natura, grado di destabilizzazione), e delle altre componenti per avere un quadro più completo, ai fini di una previsione ragionevolmente affidabile sul comportamento del nostro gelato. Il tutto verrà spiegato in modo esauriente in un videocorso che accompagnerà la app. ​​ 

 

Quest’opera è distribuita con Licenza Creative Commons Attribuzione – Non commerciale 3.0 Italia

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