Gli aspetti reologici influenzano la percezione degli alimenti. Lo studio della reologia può fornire indicazioni su aspetti sensoriali e contribuire alla predizione dell’accettabilità dei prodotti.

La valutazione sensoriale di un alimento è la misura qualitativa derivante dall’utilizzo dei nostri cinque sensi. Colore, sapore, odore e flavour sono imprescindibili caratteristiche per la valutazione sensoriale, ma non le sole. Non meno rilevante infatti è la consistenza di una matrice alimentare. Essa viene principalmente rilevata dal tatto, sebbene vista e udito possono anticiparci informazioni su importanti componenti del profilo strutturale del prodotto (M. Bourne, 2002).

Fibrosità (cellulosa), untuosità (grassi), viscosità (creme o cioccolato), friabilità e granulosità (biscotti), vetrosità o gommosità (caramelle), porosità (pane) sono solo alcuni esempi di quanto la consistenza può influire sull’oggettiva gradevolezza di un alimento. Quando mescoliamo una salsa o mastichiamo un boccone o beviamo una bevanda, succede che, con i nostri sensi rileviamo una determinata consistenza e cioè il complesso delle proprietà che hanno origine dagli elementi strutturali ed il modo con cui esso interagisce con i nostri sensi. Per queste motivazioni la consistenza rappresenta un importante parametro sensoriale. Meglio tradotta in inglese come Texture, la consistenza rappresenta il modo con cui un alimento o un componente alimentare resiste, si frattura, risponde alle forze imposte da una sollecitazione di qualsiasi natura (inclusa la masticazione). Ciò definisce le sue proprietà meccaniche e dipende dalla forma, dalle dimensioni e in particolare dall’organizzazione molecolare a livello micro e macrostrutturale dei vari elementi che lo compongono e dalle interazioni tra essi stessi.

Lo studio dei materiali ha fatto molti passi in avanti nello stabilire le relazioni tra struttura e proprietà meccaniche. La scienza che studia le proprietà meccaniche della materia è definita come Reologia. La Reologia degli alimenti è la branca della fisica che studia la consistenza e quindi la texture di matrici alimentari, è inoltre definita come: “la scienza della deformazione e dello scorrimento di materia prima, prodotti intermedi e prodotti finali dell’industria alimentare” (White, 1970). Tramite la reologia è possibile conoscere l’origine e la natura strutturale di corpi e nello stesso tempo le loro caratteristiche di deformazione sotto l’azione di forze esterne. Essa trova applicazione nell’ accettabilità degli alimenti, e cioè: aspetto , flavour e tatto.

A questo proposito ricopre un importante ruolo nell’industria alimentare e tali conoscenze possono essere impiegate: per comprendere meglio la struttura molecolare e microscopica di un prodotto; per il controllo di qualità di un prodotto grezzo o di un processo di lavorazione; per progettare macchine per la lavorazione di un determinato prodotto che verranno dimensionate in funzione delle caratteristiche reologiche del prodotto stesso; per l’accettabilità di un alimento poiché ci permette di identificare le caratteristiche maggiormente apprezzate dai consumatori, come ad es. la freschezza di un prodotto e quindi la qualità dello stesso.

Il comportamento meccanico degli alimenti e l’organizzazione della struttura interna vanno valutate con strumenti che forniscono misure oggettive e ripetibili e in unità di misura standard. Le strumentazioni più comunemente utilizzate sono il texturometro (per le proprietà meccaniche) e differenti tecnologie per l’acquisizione dell’immagine (es. Microscopia per la microstruttura).

Il texturometro è lo strumento più utilizzato per valutare la consistenza di alimenti solidi. Tale strumento permette di eseguire test specifici che riproducono meccanicamente le condizioni a cui il prodotto viene sottoposto durante la trasformazione, preparazione o il consumo come ad esempio compressione, taglio e masticazione.

Texturometro (TMS-Pro). Strumento per la valutazione della consistenza ad uso universale

Il texturometro è costituito da un corpo di base cui possono essere applicate diverse sonde per consentire di effettuare vari test: test di penetrazione; test di compressione; test di taglio; test di piegamento; test di estrusione; etc. Da questi tipi di test è possibile quindi conoscere il comportamento di alimenti solidi sottoposti a sforzi tramite l’ottenimento di parametri come: durezza, elasticità, adesività, coesività, croccantezza, gommosità e masticabilità. Parametri strettamente correlati alle proprietà sensoriali dell’alimento stesso, infatti la texture, a seconda dei prodotti è legata ad aspetti quali maturazione, conservazione, shelf-life, cottura e viene percepita sensorialmente in fase di masticazione.

Per quanto riguarda invece la conoscenza dell’organizzazione strutturale di un alimento ci si avvale di strumenti per l’acquisizione e analisi di immagine, CVS-Sistema di visione computerizzata, che generano dati in forma di immagini. Le tecniche di analisi dell’immagine hanno come obiettivo la quantificazione delle caratteristiche geometriche e densitometriche di immagini, acquisite in forma tale da rappresentare elementi “significativi” (a livello macro e microscopico) dell’aspetto di un oggetto. Esse consentono di quantificare parametri (e dunque di definire standard) finora legati a valutazione soggettiva (valutazione colore di prodotti ortofrutticoli, struttura interna di un prodotto da forno, misurazione di indici di danno termico o di uniformità di maturazione). In aggiunta, l’utilizzo dei CVS permette di risolvere le deficienze insite nelle tecniche di valutazione della qualità visiva convenzionali. In linea di principio, il CVS è costituito essenzialmente da due parti: l’hardware, composto dal sistema di illuminazione, dal sistema di acquisizione dell’immagine e dal computer ed il software, per l’elaborazione e l’analisi dell’immagine. I sistemi di acquisizione dell’immagine sono di varie tipologie, in funzione del tipo di sensore che utilizzano (microscopio, scanner, fotocamera, ecc.) e della struttura e geometria di acquisizione.

Strumenti quali la microscopia (es. elettronica) permettono la conoscenza approfondita degli elementi strutturali di una matrice alimentare a livello molecolare.

Crema spalmabile. Microscopia elettronica a scansione (SEM)

La figura sopra riporta l’organizzazione della struttura interna di una crema spalmabile. Come è possibile vedere sono riconoscibili i principali elementi che la caratterizzano, in particolare sono visibili le gocce d’acqua disperse nella fase grassa continua e le particelle di proteina (e) nelle gocce d’acqua (Heertje, 2005).

Un altro metodo di CVS prevede l’utilizzo di scanner e foto-camere digitali che permettono di convertire l’immagine di un oggetto in formato numerico. Successivamente a questo processo, chiamato digitalizzazione, è possibile, mediante l’utilizzo di software specifici, analizzare l’immagine in maniera approfondita ed estrapolare dati necessari per l’elaborazione dei risultati.

In queste modalità la CVS può essere utile in diverse applicazioni come il grado di occhiatura di un formaggio o la disposizione della frazione grassa all’interno di un salame. Queste sono solo alcune delle numerose applicazioni possibili.

Fetta di pane. Immagine digitalizzata in scala di grigi (a) convertita in bianco e nero (b)

Sopra è riportato un esempio di CVS applicato alla struttura di mollica di pane. L’immagine viene convertita in bianco e nero così da permettere la divisione in fase piena (mollica) e fase vuota (alveoli) e analizzare al meglio quantità, distribuzione e rotondità degli alveoli direttamente connessi a parametri sensoriali quali sofficità e masticabilità (Scanlon e Zghal, 2001).

In conclusione la reologia è di notevole importanza nella percezione sensoriale poiché prevede numerose applicazioni in tre delle maggiori categorie dell’accettabilità di un alimento, e cioè (M. Bourne, 2002):

• Aspetto. Determinato dalle proprietà strutturali e meccaniche;
• Flavor. Indirettamente influenzato dalla modalità di rottura in bocca di un alimento;
• Tatto. Determinato principalmente dalle proprietà reologiche.

Una misura reologica ideale deve quindi essere rivista come un insieme ottenibile dalla sovrapposizione di misure sensoriali, empiriche e fondamentali.

Misura reologica come insieme di misure sensoriali, empiriche e fondamentali.

A cura di Giulia Maria Daniele