The following report aims to study the effects of the addition of soluble fiber from different botanical sources, such as inulin and psyllium, on the chemical-physical, organoleptic and structural characteristics of different formulations of craft ice cream, in order to verify the nutritional quality and the overall acceptability of the functionalized ice cream compared to a traditional product, giving the product even greater commercial value. Inulin, a carbohydrate classifiable as a fructane and considered as soluble fibre, can be extracted in purity from the chicory root (Cichorium intybus var. sativus) also known as industrial chicory, and from topinambur (Helianthus tuberosus), a plant of the genus Helianthus. It can be extracted from these raw materials, quantified and characterized by means of chromatographic techniques (gas-chromatography with gas-chromatograph combined with mass spectrometer). Psyllium is a species of plant of the genus Plantago, belonging to the family Plantaginaceae, containing soluble fiber in seeds (especially in the seeds peel). In the course of the bibliographical research, the chemical-physical effects and the caloric value of adding these ingredients to different formulations of craft ice cream were considered. The results of physical analysis on ice-cream samples showed that inulin affects colour, increasing melting speed compared to the product without the addition of soluble fibre. From the point of view of structural characteristics, the inulin addition for example seems to decrease the hardness and compactness of the ice cream, on the contrary the hardness increases with psyllium insertion. The adhesion, viscosity (and therefore the consistency of ice cream functionalized) increase with both types of soluble fibers: In particular, the influence on these parameters is related to the gelification and hydration properties present in both inulin and psyllium, able to bind water molecules through interactions of polar and hydrogen bonds. Psyllium seeds have proven to be an ingredient with good emulsifying properties. However, inulin was found to be useful as a substitute for fat because it formed a gel whose molecular structure gave a consistency similar to that of fat, allowing the production of a product with a reduced fat content. Inulin also seems to give ice cream additional properties compared to psyllium, such as the prebiotic effect and low-calorie effect: replacing the use of sugars (sucrose), makes the ice cream a more suitable food for diabetic subjects. In the presence of inulin, the degree of sweetness of ice cream seems to remain almost unchanged. Contrary to the experimental results described above, the same cannot currently be said of psyllium for replacing sugars in ice cream. Few scientific studies have found the influence of psyllium on color, melting rate and density of ice cream where it does not seem to bring any particular changes in these parameters. In conclusion, in light of all the properties mentioned above and the results of the analyses carried out, it can be said that inulin and psyllium may be useful ingredients to add in the ice cream production process as they would seem to maintain adequate chemical-physical characteristics of the ice cream, such as fat or sugar substitutes.
La seguente relazione ha come scopo lo studio degli effetti dell’aggiunta di fibra solubile proveniente da diverse fonti botaniche, come l’inulina e lo psyllium, sulle caratteristiche chimico-fisiche, organolettiche e di struttura di diverse formulazioni di gelato artigianale, al fine di verificare la qualità nutrizionale e l’accettabilità complessiva del gelato funzionalizzato rispetto ad un prodotto tradizionale conferendo al prodotto anche maggiore pregio commerciale. L’inulina, carboidrato classificabile come un fruttano e considerata come fibra solubile, può essere estratta in purezza dalla radice della cicoria (Cichorium intybus var. sativus) detta anche cicoria industriale, e dal topinambur (Helianthus tuberosus), una pianta del genere Helianthus. Si può estrarre da queste materie prime, quantificarla e caratterizzarla tramite ad esempio tecniche cromatografiche (gas-cromatografia con gas-cromatografo abbinato a spettrometro di massa). Lo psyllium è invece una specie di pianta del genere Plantago, appartenente alla famiglia delle Plantaginaceae, contenente fibra solubile nei semi (in particolare nella buccia). Nel corso della ricerca bibliografica sono state considerati gli effetti chimico-fisici e del valore calorico di aggiunta di tali ingredienti su differenti formulazioni di gelato artigianale. Dai risultati delle analisi fisiche sui campioni di gelato è emerso che l’inulina influenza il colore, ne aumenta la velocità di fusione rispetto al prodotto senza aggiunta di fibra solubile. Dal punto di vista delle caratteristiche strutturali, l’aggiunta ad esempio di inulina sembra diminuire la durezza e la compattezza del gelato, al contrario la durezza aumenta con l’inserimento dello psyllium. L’adesività, la viscosità (e quindi la consistenza del gelato funzionalizzato) aumentano con entrambe le tipologie di fibre solubili: In particolare l’influenza su questi parametri è collegato alla proprietà gelificante e di idratazione presenti sia nell’inulina sia nello psyllium, in grado di legare molecole di acqua attraverso interazioni di legami polari e a idrogeno. I semi di psyllium si sono dimostrati un ingrediente con buone proprietà emulsionanti. Tuttavia l’inulina è risultata utile come sostituto dei grassi poiché in grado di formare un gel la cui struttura molecolare conferisce una consistenza simile a quella del grasso, permettendo di realizzare un prodotto con un ridotto contenuto di grassi. L’inulina, inoltre, sembra conferire al gelato ulteriori proprietà rispetto allo Psyllium, come l’effetto prebiotico e l’effetto ipocalorico: sostituendosi infatti all’utilizzo degli zuccheri (saccarosio), rende il gelato un alimento più adatto ai soggetti diabetici. In presenza di inulina il grado di dolcezza del gelato sembra rimanere pressoché inalterato. Contrariamente ai risultati sperimentali sopra descritti, attualmente non si può affermare lo stesso con lo Psyllium per la sostituzione degli zuccheri nel gelato. Pochi sono risultati gli studi scientifici dell’influenza dello Psyllium sul colore, tasso di fusione e densità del gelato dove sembra non apporti particolari variazioni di tali parametri. In conclusione, alla luce di tutte le proprietà precedentemente menzionate e all’esito delle analisi condotte, si può affermare che inulina e psyllium possono essere utili ingredienti da aggiungere nel processo produttivo del gelato in quanto sembrerebbero mantenere adeguate caratteristiche chimico-fisiche del gelato, come sostituti di grassi o zuccheri.
Studio degli effetti di fibra solubile sulle caratteristiche chimico-fisiche del gelato artigianale
PELLEGRINO, ALESSANDRO
2023/2024
Abstract
La seguente relazione ha come scopo lo studio degli effetti dell’aggiunta di fibra solubile proveniente da diverse fonti botaniche, come l’inulina e lo psyllium, sulle caratteristiche chimico-fisiche, organolettiche e di struttura di diverse formulazioni di gelato artigianale, al fine di verificare la qualità nutrizionale e l’accettabilità complessiva del gelato funzionalizzato rispetto ad un prodotto tradizionale conferendo al prodotto anche maggiore pregio commerciale. L’inulina, carboidrato classificabile come un fruttano e considerata come fibra solubile, può essere estratta in purezza dalla radice della cicoria (Cichorium intybus var. sativus) detta anche cicoria industriale, e dal topinambur (Helianthus tuberosus), una pianta del genere Helianthus. Si può estrarre da queste materie prime, quantificarla e caratterizzarla tramite ad esempio tecniche cromatografiche (gas-cromatografia con gas-cromatografo abbinato a spettrometro di massa). Lo psyllium è invece una specie di pianta del genere Plantago, appartenente alla famiglia delle Plantaginaceae, contenente fibra solubile nei semi (in particolare nella buccia). Nel corso della ricerca bibliografica sono state considerati gli effetti chimico-fisici e del valore calorico di aggiunta di tali ingredienti su differenti formulazioni di gelato artigianale. Dai risultati delle analisi fisiche sui campioni di gelato è emerso che l’inulina influenza il colore, ne aumenta la velocità di fusione rispetto al prodotto senza aggiunta di fibra solubile. Dal punto di vista delle caratteristiche strutturali, l’aggiunta ad esempio di inulina sembra diminuire la durezza e la compattezza del gelato, al contrario la durezza aumenta con l’inserimento dello psyllium. L’adesività, la viscosità (e quindi la consistenza del gelato funzionalizzato) aumentano con entrambe le tipologie di fibre solubili: In particolare l’influenza su questi parametri è collegato alla proprietà gelificante e di idratazione presenti sia nell’inulina sia nello psyllium, in grado di legare molecole di acqua attraverso interazioni di legami polari e a idrogeno. I semi di psyllium si sono dimostrati un ingrediente con buone proprietà emulsionanti. Tuttavia l’inulina è risultata utile come sostituto dei grassi poiché in grado di formare un gel la cui struttura molecolare conferisce una consistenza simile a quella del grasso, permettendo di realizzare un prodotto con un ridotto contenuto di grassi. L’inulina, inoltre, sembra conferire al gelato ulteriori proprietà rispetto allo Psyllium, come l’effetto prebiotico e l’effetto ipocalorico: sostituendosi infatti all’utilizzo degli zuccheri (saccarosio), rende il gelato un alimento più adatto ai soggetti diabetici. In presenza di inulina il grado di dolcezza del gelato sembra rimanere pressoché inalterato. Contrariamente ai risultati sperimentali sopra descritti, attualmente non si può affermare lo stesso con lo Psyllium per la sostituzione degli zuccheri nel gelato. Pochi sono risultati gli studi scientifici dell’influenza dello Psyllium sul colore, tasso di fusione e densità del gelato dove sembra non apporti particolari variazioni di tali parametri. In conclusione, alla luce di tutte le proprietà precedentemente menzionate e all’esito delle analisi condotte, si può affermare che inulina e psyllium possono essere utili ingredienti da aggiungere nel processo produttivo del gelato in quanto sembrerebbero mantenere adeguate caratteristiche chimico-fisiche del gelato, come sostituti di grassi o zuccheri.| File | Dimensione | Formato | |
|---|---|---|---|
|
TESI Pellegrino_definitiva.pdf
non disponibili
Dimensione
2.1 MB
Formato
Adobe PDF
|
2.1 MB | Adobe PDF |
I documenti in UNITESI sono protetti da copyright e tutti i diritti sono riservati, salvo diversa indicazione.
https://hdl.handle.net/20.500.14240/167366