Come promesso, in questi due articoli tenteremo di connettere i parametri sensoriali con grandezze fisiche, in un certo modo prevedibili ma soprattutto misurabili di un gelato.

Tralascerò naturalmente i formalismi matematici, tuttavia alcuni aspetti tecnici sono inevitabili, anche solo per iniziare a entrare dentro al problema. Affermare che la fisica sia semplice è ipocrisia; ma dal punto di vista divulgativo la si può affrontare in modo proficuo concentrandosi sui significati dei concetti, piuttosto che sulle dimostrazioni e su lunghe e puntigliose descrizioni.

Intanto per avere un assaggio dell’importanza delle caratteristiche reologiche della miscela, rispetto alle caratteristiche del gelato che ne deriva, in un articolo scientifico si legge:

La consistenza finale del gelato risente anche di varie caratteristiche della miscela, comprese le proprietà reologiche (Caillet et al. 2003; Chan 1984; Dogan e Kayacier 2007). Per esempio, consistenza fine e morbida e percezione di freddezza, che sono gli attributi più comunemente desiderati in un gelato, possono essere raggiunti ottimizzando le proprietà reologiche della miscela (Chang e Hartel 2002).
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da “Steady, Dynamic, Creep, and Recovery Analysis of Ice Cream Mixes Added with Different Concentrations of Xanthan Gum”, di M. Dogan & A. Kayacier & Ö. Said Toker &
M. T. Yilmaz & S. Karaman, Food Bioprocess Technol (2013) 6:1420–1433.

Dunque la fisica del gelato può essere studiata da più punti di vista, a seconda degli obiettivi, degli strumenti disponibili di indagine e del proprio background di studi. Quando si parla di reazione di un gelato alla manipolazione, ad esempio sotto l’azione di una spatola, possiamo servirci della prospettiva della meccanica dei materiali.

In questo articolo ci concentriamo proprio su questo ambito di studio, perchè come vedremo sarà fonte di preziose indicazioni.

Un fisico, trattando la materia del gelato ci parlerebbe di viscoelasticità. Viscoelasticità vuol dire che il gelato si comporta in parte come un solido elastico e in parte come un liquido viscoso: insomma è un solido sui generis, presentando un comportamento intermedio tra i due aspetti.

Sappiamo tutti ormai cosa significa viscosità, caratteristica misurabile nei liquidi. Invece il comportamento elastico lo si riscontra più tipicamente nei solidi. L’elasticità in estrema sintesi prevede che a seguito della deformazione causata da una sollecitazione, ed entro certi limiti, il materiale sia in grado di tornare alla posizione originale. Naturalmente nel caso del gelato stiamo parlando di sollecitazioni minime.

Perchè cerchiamo di ridurre tutto a viscosità ed elasticità? Per arrivare a inquadrare cose complesse come la cremosità, abbiamo bisogno di partire da grandezze fondamentali e soprattutto misurabili. Non dimentichiamoci che rientra nella fisica appunto solo ciò che è misurabile. E la viscoelasticità è la grandezza misurabile più importante nel nostro ambito di indagine. Il tutto mettendo da parte, almeno per ora, la neurofisiologia dell’esperienza: ci vogliamo concentrare solo sul gelato. Insomma il comportamento del gelato, se vogliamo dare alla nostra descrizione una dignità scientifica, lo dobbiamo valutare con strumenti che forniscono misure oggettive e ripetibili!

Iniziamo col dire che la viscoelasticità di un gelato è funzione di due parametri calcolati attraverso misurazioni: il modulo elastico che chiamiamo G’ e il modulo viscoso G’’. E la misura che è normalmente effettuata per determinarli si chiama dinamico-meccanica.

Essa viene eseguita in regime oscillatorio: in sostanza si effettuano in modo ciclico delle piccole deformazioni sul gelato. Per i più tecnici: si applica una sollecitazione sinusoidale con conseguente deformazione che ha una certa ampiezza e frequenza angolare. Da queste misure si calcolano i moduli che abbiamo appena definito.

Per quanto ci riguarda non serve scendere nei particolari. Quel che importa è capire il motivo per cui facciamo questo tipo di lavoro.

Ebbene, se studio la sollecitazione e osservo che è in fase con la deformazione, e di quanto lo è, allora posso dedurre se il materiale è più viscoso o più elastico. Insomma posso calcolarmi i rispettivi moduli (valori) di elasticità e viscosità di un gelato. In termini concreti: ho la possibilità di conoscere se in un materiale è dominante la componente elastica o quella viscosa. Fin qui ci siamo, ma a che mi serve?

Come vedremo queste due componenti misurate nel gelato, in funzione della sua temperatura, sono fortemente legate a caratteristiche di struttura e di percezione sensoriale. Non è fantastico? Abbiamo l’opportunità di utilizzare uno strumento preciso e correlare i valori riscontrati alle nostre sensazioni, come appunto la cremosità. È un’occasione questa che non possiamo lasciarci sfuggire, se non altro per gratificazione professionale e sete di conoscenza. Conoscere meglio la struttura di un gelato ci aiuta a prevederlo e controllarlo meglio, identificando le ragioni che sono alla base delle caratteristiche maggiormente apprezzate.

Date queste necessarie premesse teoriche, nel prossimo articolo vi prometto che scenderemo finalmente nell’aspetto più concreto: vedremo come questo discorso abbia dei riscontri reali, fornendoci informazioni sia sulla struttura del gelato che sul suo comportamento. Vedremo, in particolare, quali sono gli aspetti della struttura del gelato che determinano certe caratteristiche come appunto la cremosità o la percezione di freddezza al palato.

Quest’opera è distribuita con licenza: Attribuzione – Non Commerciale – Non Opere Derivate (CC BY-NC-ND)

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