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Mercato produttivo delle uova e impiego nel settore alimentare
Per definizione, l’uovo destinato ad uso alimentare è quello di gallina. All’interno dell’UE vengono prodotte ogni anno 6.7 milioni di tonnellate di uova [1].
È una quantità enorme, giustificata dal fatto che, oltre al consumo domestico diretto, le uova sono abbondantemente utilizzate dall’industria alimentare per la produzione di cibi processati.
In questo ultimo caso, le uova, e soprattutto l’albume, sono degli ingredienti quantitativamente minori, da aggiungere a prodotti che richiedono un supporto tecnologico, come la presenza di leganti od emulsionanti.
Le proteine dell’albume sono dei coadiuvanti tecnologici di altissima qualità, e da esse dipendono le caratteristiche tecnologiche dell’albume. Grazie alla loro struttura e proprietà chimico-fisiche, sono in grado di svolgere numerose funzioni, e risultano l’ingrediente ideale per le preparazioni dolciarie ed altri prodotti industriali.
Come coadiuvanti tecnologici, le uova sono utilizzate soprattutto per la loro frazione proteica.
L’albume occupa il 60% del volume dell’uovo, ed è costituito per il 10% circa da proteine [2], le quali sono il principale componente della materia secca.
Migliorare le strutture con il potere emulsionante dell’ovalbumina
Le emulsioni sono miscele temporanee costituite da due liquidi immiscibili (generalmente olio ed acqua), le quali vengono preparate industrialmente tramite l’utilizzo di emulsionanti. Gli emulsionanti sono molecole aventi una porzione idrofila ed una idrofoba [3]. Sono in grado di legarsi contemporaneamente all’olio e all’acqua e, con l’applicazione di una forza meccanica (agitazione), forniscono stabilità all’emulsione.
Nello specifico, gli emulsionanti creano un film intorno alle goccioline di olio/grasso prevenendone la coalescenza. L’ovoalbumina, che costituisce il 50-60% della frazione proteica [4], è la proteina che conferisce all’albume tale caratteristica.
Il potere emulsionante dell’ovoalbumina aumenta quando la proteina è denaturata [5], dato che la proteina si srotola ed è in grado di legare con più facilità sia le molecole idrofile sia quelle idrofobe presenti nel sistema.
I condimenti pronti per insalate, gli impasti per dolci, ed i gelati sono esempi di emulsioni alimentari.
Senza la presenza degli emulsionanti, tali prodotti non manterrebbero la struttura che noi conosciamo, e si separerebbero nelle due fasi costituenti, cioè l’olio/grasso e l’acqua.
Coagulazione e gelificazione dell’albume: quali differenze?
Coagulazione e gelificazione sono due fenomeni fisici che permettono all’albume di passare da uno stato fluido ad uno semi-solido o solido.
Entrambi sono causati dall’aggregazione delle proteine dell’albume [6]. I due processi sono simili ma non identici:
Con la coagulazione, le proteine si aprono, e perdendo la loro struttura tridimensionale, subiscono una denaturazione.
Le proteine aperte espongono i loro siti idrofobi verso l’esterno, i quali legano le catene idrofile di altre proteine, formando così degli aggregati.
La denaturazione, e conseguentemente la coagulazione, è causata dall’esposizione delle proteine al calore(temperatura di 62 °C), acidi, soluzioni saline, alcol, stress meccanici come lo sbattimento. In cucina, la coagulazione dell’albume permette di creare le omelette, per intrappolamento degli ingredienti della miscela all’interno del network proteico.
Con la coagulazione, le proteine si aprono, e perdendo la loro struttura tridimensionale, subiscono una denaturazione.
La gelificazione si verifica quando le proteine dell’albume formano un network con l’acqua, e creano appunto un gel.
La gelificazione differisce dalla coagulazione in quanto le proteine possono mantenere la loro forma nativa, e devono necessariamente interagire con il solvente (nello specifico, legano e trattengono l’acqua).
La gelificazione dell’albume è causata dall’esposizione delle proteine al calore [7], e produce sistemi con superficie liscia. La resistenza del gel agli sforzi meccanici dipende dal numero di proteine coinvolte nel network, e dal loro grado di denaturazione.
Per la preparazione di gel alimentari, l’industria preferisce utilizzare gli albumi in polvere, i quali si conservano più a lungo e sono microbiologicamente più sicuri rispetto agli albumi freschi.
Altre funzioni tecnologiche delle proteine dell’albume d’uovo
La coagulazione permette all’albume crudo di passare da uno stato fluido ad uno semi-solido o solido. In questo modo l’albume può diventare un addensante da sfruttare per la preparazione di salse, pudding, e quiche.
Inoltre, l’albume esplica un’attività addensante anche quando è utilizzato come emulsionante (per esempio negli impasti dolciari e pastelle per fritti), in quanto le proteine legano le fasi di olio ed acqua e rendono il sistema denso.
Ancora, l’albume può essere utilizzato per legare gli ingredienti dei cibi processati. L’attività legante è una conseguenza dei fenomeni di coagulazione e gelificazione. Tale caratteristica è abbondantemente sfruttata dall’industria della carne per la produzione di carni processate (salsicce, hamburgers, e polpette), e dall’industria dolciaria per la preparazione degli impasti.
Inoltre, l’albume può essere impiegato per legare le panature ai prodotti da friggere.
1.1 Attività schiumogena
Un’altra funzione tecnologica delle proteine dell’albume è correlata alla loro capacità di produrre una schiuma persistente quando sono sottoposto ad un’agitazione meccanica (sbattimento).
L’agitazione meccanica provoca la denaturazione delle proteine, le quali creano un reticolo che incorpora aria [8]. In pasticceria, questo processo è sfruttato per il montaggio a neve dell’albume e la preparazione di meringhe e torroni.
Le proteine responsabili di tale caratteristica sono le ovoglobuline, l’ovomucina, e l’ovoalbumina.
Le ovoglobuline hanno un’altissima capacità schiumogena e producono le schiume in fase iniziale; l’ovomucina genera un film che ricopre e stabilizza le schiume; l’ovoalbumina conferisce resistenza alle schiume durante la cottura.
Nei prodotti dolciari, l’attività schiumogena dell’albume aiuta il processo di lievitazione perché aumenta il volume degli impasti.
Durante la lievitazione, il gas prodotto da agenti lievitanti, come il bicarbonato di sodio e/o i lieviti tradizionali, è incorporato nella schiuma prodotta dall’albume e contribuisce a rendere i prodotti soffici.
Negli impasti si verifica anche che le proteine dell’albume interagiscano con il glutine per formare dei network proteici particolarmente elastici che incorporano aria e si espandono durante la cottura [9].
La formazione di questo network proteico è necessario affinché i prodotti da forno non perdano struttura, altezza, e forma una volta raffreddati.
Controllare la cristallizzazione grazie all’attività emulsionante
Alcuni ingredienti alimentari tendono a cristallizzare in condizioni particolari.
Per esempio, lo zucchero presente in caramelle e dolcetti può cristallizzare se il prodotto è esposto, durante la conservazione, a sbalzi di temperatura e umidità.
Lo zucchero cristallizzato affiora in superficie, ricopre il prodotto, e gli conferisce una consistenza granulosa.
Le proteine dell’albume posso ritardare o prevenire la cristallizzazione, in virtù del loro potere legante ed emulsionante.
Evitare la cristallizzazione è importante per preservare la qualità generale di caramelle, torroni, dolcetti vari, e cioccolato. Le proteine dell’albume sono utili anche per controllare la formazione di cristalli di ghiaccio nei prodotti congelati e surgelati che, durante le fasi di stoccaggio, distribuzione, e conservazione, possono andare incontro a brevi cicli di congelamento e scongelamento. Questa caratteristica è importante per mantenere la consistenza liscia e cremosa dei gelati [10].
Conclusioni
Oltre che per le qualità nutrizionali, l’albume d’uovo è un noto coadiuvante tecnologico utilizzato dall’industria alimentare per le sue numerose proprietà funzionali. I settori che lo utilizzano maggiormente sono quello dolciario e delle carni processate. Le caratteristiche funzionali sono dovute principalmente alle proteine, e le principali sono: coagulazione e gelificazione, produzione di schiuma, ed attività emulsionante.
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Samuele Multari
Dopo essersi laureato in Scienze della Nutrizione presso l’UNICAL, ha ottenuto un dottorato di ricerca in Nutrizione Umana presso il Rowett Institute di Aberdeen, Scozia, e lavorato come ricercatore in ambito alimentare presso l’Università di Turku, Finlandia, e la Fondazione Mach di Trento. Da dicembre 2020 lavora come Technology Transfer Manager – Agrifood presso Hub Innovazione Trentino.