Per misurare la componente elastica e viscosa di un gelato si parla di termo-reometria oscillatoria, un termine complicato per indicare che si applicano delle forze al gelato in un regime oscillatorio, cioè attraverso un piatto oscillante, al fine di registrarne la deformazione. In poche parole il viscosimetro che si usa è di tipo diverso rispetto al classico rotazionale che ormai tutti conosciamo, e che ruota in una sola direzione. Si parla più precisamente di reometro, e il prefisso ‘termo-’ che precede il termine reometria indica che l’analisi viene effettuata in genere da -20°C a salire, con piccoli salti di temperatura normalmente di mezzo grado. Abbiamo visto la scorsa volta che si esegue questo procedimento per ricavare la componente elastica e viscosa del nostro gelato. Ora vediamo che tipo di informazioni otteniamo. Diversi risultati qui riportati si basano sullo studio di H. Wildmoser, J. Scheiwiller, E. J. Windhab, “Impact of disperse microstructure on rheology and quality aspects of ice cream”.

In linea del tutto generale possiamo affermare che più pesa la componente elastica, che chiameremo da ora in poi G’, più il gelato avrà una consistenza solida. Analogamente maggiore è il valore della componente viscosa, G’’, rispetto a G’, più il gelato apparirà morbido.

Detto ciò, ci aspettiamo che al di sotto del punto di congelamento, a scendere, la misura reologica più indicativa sulle caratteristiche sensoriali del gelato sia progressivamente proprio G’ (siamo in un regime in cui il gelato è un corpo molto più solido che liquido). Dunque la misura della componente elastica ci aiuta a “capire” anche un po’ come è fatto il nostro gelato.

In questa condizione, un modulo elastico G’ maggiore in un gelato rispetto a un altro, significa infatti che siamo in presenza di due possibili fattori: abbiamo più ghiaccio e/o più connettività nella microstruttura. Quest’ultimo concetto significa che ci sono più punti di connessione tra gli elementi che compongono la microstruttura, che ci appare in un certo senso più “intricata” e quindi resistente. Possiamo ad esempio avere maggiore destabilizzazione dei grassi e/o minore quantità di aria, che funge come elemento di interruzione delle connessioni strutturali. Ma possiamo avere anche cristalli di ghiaccio più grandi o ad esempio una maggiore quantità dello stesso stabilizzante (col suo network di connessioni). La percezione sensoriale in ogni caso darà come responso un gelato più duro.

Riassumendo il messaggio da prendere è che: la durezza dipende dalla struttura stessa e dalla sua natura, ossia da come sono distribuiti gli elementi strutturali, da cosa sono costituiti e che in rapporto sono tra loro. La quantità di ghiaccio ha sicuramente un ruolo fondamentale, ma non è l’unico attore. Chi fa uso già da tempo del CAL, Controllo dell’Acqua Liquida, si sarà accorto in più di un’occasione che è sufficiente variarne il valore per avere un gelato più duro o morbido, senza toccare la curva di congelamento. In un’ottica di riduzione di zuccheri, capite quanto questo sia importante.

Cosa succede a G’ all’aumentare della temperatura? Naturalmente il modulo elastico diminuisce. Se ci pensiamo in fondo aumentando la temperatura la prima e più importante reazione è lo scioglimento di parte dei cristalli di ghiaccio. Questi contribuiscono molto alla rigidità della struttura, che è misurata proprio da G’.

E il modulo viscoso G’’? Man mano che aumento la temperatura subisce le stesse sorti, ma in misura minore. Detto in parole povere il gelato diventa più scorrevole, ma non in modo così veloce come per G’. Ricordiamo che parliamo di modulo viscoso che si riferisce proprio all’aspetto della scorrevolezza. Tale attributo può essere relazionato alla spatolabilità di un gelato.

Finora abbiamo associato durezza e spatolabilità rispettivamente al modulo elastico e a quello viscoso. E abbiamo capito a quali aspetti della struttura sono legate: connettività degli elementi struttuali la prima (cristalli di ghiaccio e destabilizzazione dei grassi in primis) e scorrevolezza della matrice liquida del gelato la seconda. Naturalmente c’è un certo legame tra le due componenti e questa è una schematizzazione, ma molto utile per capire alcuni concetti.

Ora vediamo il ruolo dell’aria.

Per temperature sensibilmente inferiori al punto di congelamento, si ha un incremento di G’’ al diminuire dell’overrun, ma in questo caso la variazione è più consistente che per G’. Significa che a risentirne maggiormente è la spatolabilità che appunto diminuisce. Se aumento il numero delle bolle d’aria infatti, ottengo una maggiore spatolabilità perchè interrompono più frequentemente le connessioni nella microstruttura (G’ e G’’ più bassi). A parità di aria posso avere maggiore spatolabilità con bolle più piccole: ecco uno degli aspetti che mi cambiano il gelato al cambiare delle condizioni di mantecazione (e di mantecatore) addirittura avendo lo stesso overrun.

Approssimandoci al punto di congelamento, si ha un’inversione di tendenza in rapporto al grado di overrun del gelato: G’’ è più alto se è maggiore l’aria presente. Questo ci potrebbe apparire come un paradosso, come è possibile avere una componente viscosa maggiore se avevo registrato più overrun? Ma c’è in realtà una spiegazione.

Sappiamo innanzitutto che l’aumento di overrun è accompagnato sempre da un aumento di destabilizzazione dei grassi.

Inoltre nei pressi del punto di congelamento, quando quasi tutto il ghiaccio si è sciolto e buona parte dell’aria si è persa, i cluster di grassi assumono un ruolo ancora più significativo nella risposta reologica. Un aumento di G” può essere anche dovuto a una mantecazione ottimale, in cui le bolle d’aria sono state finemente e omogeneamente disperse.
Da queste considerazioni se ne deduce che ho un aumento della componente viscosa G’’ se parto da un gelato con un overrun più accentuato rispetto a un altro quando entrambi iniziano a sciogliersi. Sensorialmente questo corrisponde a una maggiore cremosità percepita nel primo rispetto al secondo. Tutto torna: rilevazioni strumentali e sensazioni.

A determinare G” chiaramente non è solo l’aria, anzi…e dove il gelatiere ha un ruolo determinante è sul controllo diretto della viscosità della miscela. È sufficiente fare un po’ di prove per capire come si possa avere anche meno overrun e più cremosità al palato, a parità di quantità di ghiaccio, semplicemente giocando con la viscosità del mix in rapporto agli stessi ingredienti impiegati. In pratica si possono avere situazioni di viscosità ottimali per la percezione di cremosità, anche con overrun minori!

La cremosità dipende dal complesso di fattori che determinano una componente viscosa del gelato ottimale, di cui l’aria è solo un attore. Una giusta sensazione di cremosità non corrisponde necessariamente a un gelato con maggior overrun.

Il controllo della viscosità della miscela, legata alla componente viscosa del gelato, è un’operazione dunque importante. Essa permette di avere consistenze diverse al palato addirittura anche a parità di ingredienti, semplicemente variando i processi per produrla (negli aspetti termici e meccanici). Ricordiamo infatti che la viscosità è una proprietà legata alla microstruttura del mix, ed è una caratteristica che si può verificare al microscopio: addensanti diversamente trattati evidenziano conformazioni e disposizioni strutturali diverse.

Ragionare in termini di viscosità, e in questo il CAL – Controllo dell’Acqua Liquida – è di grande aiuto, comporta non solo una visione più ampia della materia, ma indubbi vantaggi per l’artigiano in termini proprio operativi.

In generale dove iniziano a cambiare le cose in modo drastico in un gelato è circa dai -10°C a salire. Qui abbiamo uno scioglimento repentino di una grande quantità di ghiaccio.

La cosa si nota prendendo in esame la curva di congelamento, perchè ci appare molto più ripida proprio in corrispondenza del range di temperatura indicato. Una curva più ripida significa che basta una piccola oscillazione di temperatura per avere un effetto rilevante sul ghiaccio.

E questo ci sia di avvertimento: se si vuole tenere una temperatura di servizio dai -10°C in su, occorre in primis avere una condizione ambientale e un banco che sappia mantenere la promessa. Pena una degradazione abbastanza più rapida della struttura.

Non è solo però la struttura a risentirne, ma anche la sensazione di freddo. Più la curva di congelamento è ripida, più saranno ripidi anche G’ e G’’ e maggiore sarà anche la percezione di freddezza. Perchè?

Perchè si scioglie più ghiaccio a parità di uno stesso intervallo di temperatura, e il palato percepirà di conseguenza una maggiore freddezza.

Ma è da considerare pure che c’è una correlazione molto forte tra la viscosità della miscela e la percezione di freddezza del gelato. Molti studi ormai dimostrano inequivocabilmente come la grandezza media del cristallo di ghiaccio passa in secondo piano, naturalmente entro certi limiti, rispetto al ruolo della viscosità in termini percettivi.

Riassumendo: da una temperatura di -10°C, man mano che salgo G’’ ci darà indicazioni su ciò che possiamo definire spatolabilità, mentre dal punto di congelamento in poi sulla cremosità percepita.
Il modulo viscoso è quindi la grandezza reologica direttamente candidata a darci informazioni sensoriali importanti di un gelato a certe condizioni di temperatura.

È interessante notare che da queste misure possiamo desumere tutta una serie di caratteristiche della microstruttura verificabili solo attraverso analisi molto più dispendiose e complesse.

Bene, siamo giunti al termine di questo lungo articolo in due parti. Spero sia stato utile a comprendere come si possano connettere delle misurazioni di uno strumento alla microstruttura, e quindi alle percezioni e alla spatolabilità di un gelato. Se non altro per ampliare la propria visione sulla materia e su quanto la fisica possa aiutare non solo l’industria, ma anche l’artigiano desideroso di conoscere più approfonditamente il frutto del suo lavoro.

Un’ultima nota: in quesi tre anni abbiamo pubblicato una cospicua quantità di articoli, cercando di diffondere un’informazione scientifica di qualità. Nel tempo è divenuto un punto di riferimento nel settore, con migliaia di accessi (cosa abbastanza inusuale per il taglio degli argomenti trattati). So che diversi professionisti vi attingono per proporre poi gli stessi argomenti o parte di essi nei loro corsi, in interventi, talvolta in articoli e video sui propri canali. Non c’è nulla di male, la divulgazione serve anche a questo, benchè una menzione di tanto in tanto ci farebbe piacere (oltre che dovuta).
Comunque quel che più ci preme evidenziare è che creare e gestire un blog ha un costo, non parliamo poi del tempo speso per cercare di mantenere alta la qualità dell’informazione: immaginate solo per scrivere questo articolo…A sentire poi certi esborsi che vengono richiesti per consulenze e corsi, rimango scioccato. Così va il mondo. Ma non il mio.
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