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LA QUALITÀ DEL GRANO DURO STRUMENTO PER PRODURRE UNA PASTA “ITALIANA”
The quality of durum wheat are a tool for producing Italian pasta
Pasta, the excellence of Made-inItaly products, finds the main reason for its success in the quality of its raw material, i.e. durum wheat. In fact, its main qualities, such as the ideal resistance or firmness to the bite (“al dente”), the absence of stickiness on the surface and its amber yellow colour, all parameters that determine its quality, are obtained through millers’ expertise in the choice of wheat and the optimisation of the production process. This article describes the components of durum wheat and semolina, the methods used to analyse them, and the role of the milling process.
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FONDAMENTALE PREVEDERE E CONOSCERE LE CARATTERISTICHE QUALITATIVE DELLE PRODUZIONI IT IS ESSENTIAL TO FORESEE AND KNOW THE QUALITY FEATURES OF PRODUCTIONS
di Giovanni Battista Quaglia Esperto in tecnologie alimentari
La pasta, una delle tante eccellenze del “made in Italy”, trova il principale motivo del suo successo nelle caratteristiche della materia prima con cui è prodotta: il grano duro. La tenuta in cottura (“al dente”), l’assenza di collosità superficiale e il colore giallo ambra, parametri che determinano la qualità della pasta, sono infatti il risultato del sapiente lavoro dei mugnai nella scelta del frumento e nell’ottimizzazione del processo produttivo. Partendo da questa premessa, andiamo ad analizzare i seguenti argomenti: a) i componenti del frumento duro e, quindi, della semola, che ne stabiliscono le caratteristiche qualitative; b) i metodi impiegati per analizzarli; c) il ruolo del processo di macinazione con particolare riferimento alla fase di rottura.
Tenore e qualità delle proteine
La quantità e la qualità delle proteine presenti nel frumento duro rivestono un ruolo fondamentale nella definizione delle proprietà funzionali di una semola. Tali proprietà derivano da due classi di proteine insolubili in acqua, la gliadina e la glutenina, che rappresentano circa l’80% delle proteine totali. Queste due tipologie di proteine hanno la capacità, a contatto con l’acqua durante la formazione dell’impasto, di interagire tra di loro formando un reticolo proteico denominato glutine1 . Le gliadine, che nel frumento duro costituiscono circa il 40% delle proteine totali, sono proteine monomeriche, cioè formate da un’unica unità ripiegata su se stessa che lega debolmente altre unità. In base alle sequenze di aminoacidi sono classificate in α, γ, ω, e prendono parte alla formazione del glutine mediante legami idrogeno inter-catena, grazie ai numerosi residui di glutammina presenti, e legami di natura idrofobica fra le catene non polari degli amminoacidi. Le gliadine sono responsabili delle caratteristiche di estensibilità del glutine e, quindi, degli impasti. Le glutenine sono proteine polimeriche costituite da numerose catene legate tra loro; si distinguono in subunità ad alto peso molecolare (HMW) e subunità a basso peso molecolare (LMW). Alle glutenine si collegano la tenacità e l’elasticità del glutine e, quindi, degli impasti. Si ritiene1 che, in conseguenza di ciò, sia proprio la natura, il numero e la composizione delle subunità HMW a fornire alle semole le loro peculiari proprietà reologiche. In definitiva, è la qualità delle proteine del glutine a determinare le proprietà viscoelastiche2 della pasta: le gliadine assicurando estensibilità e viscosità agli impasti e le glutenine garantendone la tenacità e l’elasticità Inoltre, maggiore è la qualità e la quantità del glutine della semola, più questo reticolo proteico è in grado di trattenere i granuli di amido che durante la cottura, assorbendo acqua e rigonfiandosi, potrebbero disperdersi nell’acqua.
L’acqua risulta così limpida e senza residui, mentre la pasta conserva le sostanze nutritive e non presenta collosità sulla superficie. Nell’analisi di quanto avviene durante la formazione dell’impasto trova spazio l’importanza e il ruolo del contenuto in proteine, delle loro proprietà tecnologiche nel frumento duro e della valutazione qualitativa delle semole. A tal riguardo, numerose ricerche1 hanno messo in evidenza come le condizioni pedoclimatiche e ambientali hanno una netta prevalenza sul contenuto in proteine di un frumento, mentre è la componente genetica e, quindi, il patrimonio genetico delle cultivar a influenzare la qualità del glu-
tine (TABELLA 1).
Il colore
Il colore giallo delle semole dipende dalla presenza nell’embrione e nell’endosperma del frumento duro di tre principali classi di composti, le xantofille (luteina), i carotenoidi (carotene) e i flavoni (tricina), che compongono la frazione lipidica. Il contenuto di queste sostanze è riconducibile soprattutto alle caratteristiche delle varietà; pertanto, è il tipo di frumento a determinare, in primo luogo, il colore giallo delle semole. Le peculiari proprietà di una varietà possono, comunque, essere in parte ridotte da condizioni non ideali di maturazione e conservazione della granella, dal maggiore contenuto in ceneri conseguente al diagramma di macinazione e a un tasso di abburattamento più alto. Vista l’importanza tecnologica del colore di una semola, è fondamentale che il molino disponga di metodi rapidi e affidabili per la determinazione del suo valore. In passato, si ricorreva unicamente a un esame sensoriale soggettivo o per via chimica attraverso l’estrazione dei pigmenti carotenoidi e successiva misura mediante analisi spettrofotometrica3. Oggi, in modo più semplice e rapido, si utilizza il colorimetro a riflessione, che consente di misurare il grado di luminosità (L), l’indice di giallo (b) e di rosso (a) degli sfarinati di frumento. Per la valutazione del colore delle semole si usa principalmente l’indice di giallo, ma è utilizzato anche l’indice di bruno (100L). I valori dell’indice di giallo variano da un minimo di 20-21 fino a valori maggiori che, in particolari grani, possono raggiungere o superare anche 30. Il valore ottimale di questo indice per una semola non dovrebbe comunque mai essere inferiore a 24 e risulta nettamente correlato al contenuto di beta-carotene (TABELLA 2). È necessario però considerare che il colore di una pasta dipende anche da al-
TABELLA 1 EFFETTO DEI FATTORI GENETICI E AMBIENTALI SULLA QUALITÀ DEL GLUTINE
CONTENUTO PROTEICO QUALITÀ DEL GLUTINE
Caratteristiche genetiche della varietà basso alto Ambiente (caratteristiche pedoclimatiche) medio medio Concimazione azoto alto basso
TABELLA 2 CONTENUTO DI BETA-CAROTENE E COLORE DELLE SEMOLE
CONTENUTO IN PIGMENTI
Beta-carotene Indice di giallo
SEMOLA DI ALTA QUALITÀ
> 5
> 24
SEMOLA DI MEDIA QUALITÀ
3-5
19-24
tri fattori, come l’attività di alcuni enzimi (perossidasi e polifenolossidasi) presenti nel frumento che, durante il processo di pastificazione, tendono a imbrunire gli impasti riducendo il colore giallo-ambra. Il fenomeno è da collegare all’elevata attività enzimatica di queste lipossigenasi, che tendono a ossidare i costituenti cromatici della semola modificandone il colore tipico. Anche in questo caso l’analisi con il colorimetro permette di prevedere il comportamento della semola attraverso l’indice di giallo e anche l’indice di bruno. Indice di sedimentazione (SDS), che misura il grado di precipitazione della fase proteica: • Basso: < 30 (Scarsa qualità del glutine): • Medio: 30-45 • Alto: > 45 W: Forza, attraverso misure reologiche con alveografo di Chopin: • Basso: > 100 • Medio: > 180 • Alto: > 250 Questi indici e i relativi valori vengono utilizzati per la classificazione dei grani e delle semole secondo quattro classi di qualità, come previsto dalla norma UNI 10709-
10940 (TABELLA 3).
TABELLA 3 CLASSIFICAZIONE QUALITATIVA DELLA GRANELLA E DEGLI SFARINATI DI FRUMENTO DURO
A B C D
Metodi di valutazione e classificazione
Da quanto sopra scaturisce l’importanza degli indici analitici e dei relativi valori che permettono di valutare la qualità del frumento e della semola, in modo da classificare la loro attitudine pastificatoria intesa come tenuta in cottura, collosità e colore. Di seguito si riportano i principali parametri utilizzati per la determinazione della qualità di un frumento e delle semole, con relativo giudizio. Quantità del glutine secco (%): • Medio: 9,0-10,5 • Buono: 10,5-12,0 • Ottimale: >12,0 Indice di glutine, che misura la percentuale di glutine ben aggregato e che indirettamente valuta la tenuta alla cottura: • Medio: 30-60 • Buono: 60-80 • Ottimale: >80
Proteine % s.s. (granella) > 14,5 > 13,0 > 11,5 < 11,5 Indice di glutine (semola) > 80 > 60 > 30 < 30 Indice di giallo (semola) > 23,5 > 21,0 >19,0 < 19,0 W Alveografico (semola) > 250 > 180 > 100 < 100 SDS (sfarinato integrale) > 40 > 35 > 30 < 30
Sulla base di questa classificazione si riportano i valori medi (TABELLA 4) di alcune varietà di frumento duro coltivate in Italia, ottenuti dai risultati sperimentali della 47a Rete nazionale coordinata dal CREA in campi rappresentativi dei principali areali italiani di coltivazione.4,5,6 Si può notare come la varietà Aureo (tipica dell’areale Sud-Isole) presenti valori tali da catalogarla nella fascia A; rientrano invece nella fascia B la varietà Simeto per i valori di SDS e di W; la varietà Svevo per quanto riguarda l’Indice di glutine, la forza (W) e l’Indice di giallo; la varietà Claudio per le proteine, la forza (W) e l’indice di giallo. Le altre due varietà, Creso e Duilio, mostrano alcuni valori (Forza e indice di giallo) corrispondenti alla classe C. Tutto ciò a testimonianza dell’estrema variabilità qualitativa delle cultivar coltivate in Italia, a cui si può aggiungere come la varietà Aureo, di gran lunga la migliore per i suoi aspetti qualitativi, presenti il dato limitante della bassa resa produttiva rispetto alle altre cultivar.
TABELLA 4 VALORI MEDI DEI PARAMETRI QUALITATIVI DI ALCUNE VARIETÀ DI FRUMENTO DURO COLTIVATE IN ITALIA
VARIETÀ PROTEINE
(%) s.s. SDS INDICE
GLUTINE W INDICE GIALLO
Aureo 15,6 54 94 338 25 Claudio 13,5 40 89 181 23 Creso 13,9 39 74 172 18 Duilio 13,4 36 77 177 22 Simeto 14,8 39 85 220 22 Svevo 14,9 41 76 203 27
Il ruolo dell’amido sulla qualità della semola
Esaminiamo ora il ruolo dell’amido, principale costituente dell’endosperma, sulla qualità della semola. L’amido è costituito da due tipi di polimeri, l’amilosio (2236%) lineare e l’amilopectina (65-78%), altamente ramificata con un rapporto amilopectina/amilosio di 3:17. La presenza di un maggiore contenuto di amilosio nell’amido è stata collegata a una migliore qualità della pasta. La peculiarità della struttura vitrosa del chicco di frumento provoca, durante la fase di rottura del processo di macinazione, la formazione di frammenti a spigolo vivo di varie dimensioni. Il numero di rotture e l’angolazione delle rigature dei cilindri dei laminatoi impiegati nella macinazione determinano le dimensioni delle particelle e la conseguente granulometria delle semole che, in base a questo, vengono classificate secondo tre categorie: • semole a dimensione grossa da 600 a 800 micron; • semole a dimensione media da 400 a 600 micron; • semole fini con dimensioni da 0 a 300 micron. Oltre a stabilire la granulometria della semola, lo stress fisico prodotto dalle rotture condiziona anche il danneggiamento meccanico dell’amido e la rottura delle catene dei polisaccaridi (amilosio e amilopectina) che lo compongono. Da tutto ciò ne consegue che a semole con un’alta percentuale (40%) di particelle di grossa granulometria (>400 micron) corrisponde un basso tenore di amido danneggiato (circa il 4%); a semole fini, con dimensioni inferiori ai 180 µm (oscillante tra il 18 e il 24%), corrisponde un grado di danneggiamento dell’amido superiore pari a circa il 7%8. In relazione al grado di danneggiamento dell’amido si innesta una serie complessa di reazioni chimiche (reazione di Maillard) e biochimiche (enzimatiche), in parte durante lo stoccaggio della semola ma, soprattutto, nel corso del processo
UN MAGGIORE CONTENUTO DI AMILOSIO NELL’AMIDO MIGLIORA LA QUALITÀ DELLA PASTA
di produzione della pasta, a cominciare dalla preparazione e formatura dell’impasto. Pertanto, un ridotto danneggiamento dell’amido, evitando le reazioni sopra indicate, conferisce maggiore qualità in cottura alla pasta, rendendola con più nerbo e non collosa, quindi più “al dente”, e riduce l’azione ossidativa degli enzimi sui carotenoidi, garantendo il mantenimento del colore e la brillantezza della semola.
Conclusioni
Come detto, il frumento duro rappresenta la chiave del successo della pasta; i suoi requisiti determinano le caratteristiche tipiche del prodotto: nerbo, resistenza alla cottura, colore. Sono i suoi costituenti a conferire quelle proprietà che lo rendono la materia prima ideale per produrre pasta di qualità “italiana”. È però necessario considerare come la loro quantità e qualità dipendano da diversi fattori variabili, che vanno dalla tipologia delle cultivar alle condizioni pedoclimatiche tipiche delle zone di coltivazione; a questo si deve aggiungere che anche gli andamenti climatici stagionali possono incidere pesantemente sull’andamento della produzione agricola di questa derrata. È importante quindi prevedere e conoscere, attraverso gli indici analitici oggettivi sopra indicati, le caratteristiche qualitative delle produzioni annualmente al commercio. Tutto ciò pone in evidenza il ruolo strategico che ricopre il molino come anello di congiunzione tra la produzione agricola e l’industria di seconda trasformazione. Infatti, è compito del molino conoscere e valutare le caratteristiche qualitative del frumento duro disponibile di anno in anno sul mercato, per definire la giusta miscelazione di grani in funzione delle esigenze dell’industria di seconda trasformazione: tipo di formato e aspetti tecnologici di produzione, con particolare riferimento alle tecniche di impastamento e alle condizioni di essiccamento. Il ruolo del molino si conclude con la fase più delicata del processo di macinazione, ovvero l’ottimizzazione del diagramma di macinazione relativamente alla fase di rottura e la definizione del tasso di abburattamento. Ecco quindi i fattori chiave dell’attività di un molino per la produzione di semole di qualità mirata a ottenere una pasta veramente “italiana”: • selezione e miscelazione del grano duro in modo da avere contenuto proteico elevato, rapporto favorevole gliadina/ glutenina, basso contenuto in ceneri e indice di giallo ottimale; • caratteristiche della semola: tenore proteico e indice di glutine elevato, granulometria grossa. A titolo indicativo, tutto ciò si può riassumere con i seguenti valori: contenuto proteico > 13-14%; indice di glutine > 80-85; granulometria residua su staccio da 180 microns < 3%; indice di giallo > 30.
Giovanni Battista Quaglia
RIFERIMENTI
1) Flagella Z., “Rivista Agronomica”, 1, pp. 203-239 (2006). 2) Peressini D., “Bollettino Panta Rei”, 17, pp. 5-13 (2017). 3) D’Egidio M.G., Carcea M., “Molini d’Italia”, 6, pp.16-21 (2013). 4) Quaranta F., Belocchi F., Fornara M., Ripa C., D’Egidio M.G., Risultati della rete nazionale di sperimentazione 1999-2012, Consiglio per la Ricerca e Sperimentazione in Agricoltura (CRA). 5) https://terraevita.edagricoile.it, 1-9 (2020). 6) Quaranta F., Belocchi C., Cecchini V., Mazzon M., Fornara M., “L’Informatore Agrario”, 29, pp. 1-3 (2021). 7) https://glutenlight.eu, 10-11 (2019). 8) Marti A., Bottega G., Patacca C., Pagani M.A., “Tecnica Molitoria”, 64, pp. 287-295 (2013).
