FARINA DI CANAPA: UNA POTENZIALE OPPORTUNITÀ PER L’ARTE BIANCA

Hemp flour: a potential opportunity for the art of baking

Hemp flour from residual panel obtained from seeds pressing is an interesting source of proteins, fiber, high quality fat and phytochemicals. Including hemp flour in such a staple food as bread may be an efficient strategy to improve its nutritional profile and increase the uptake of beneficial components for the human diet. In this article, we talk about the development and physicochemical, chemical, and sensory characterization of wheat - hemp flours composite bread during storage. Color, specific volume, texture and the water - solid interactions were affected by the inclusion of hemp flour in the bread formulation. Overall, a hemp flour % inclusion close to 10% seemed to be the more advantageous inclusion level in terms of its effects on bread quality. Indeed, higher specific volume and better texture were found in 10% hemp flour bread if compared to the control (100% wheat flour bread) and to 15 and 25% hemp flour breads.

di Eleonora Carini1, Andrea Di Fazio2, Lorenzo Del Vecchio3, Miriam Chiodetti3, Martina Cirlini4

1Professore Associato in Scienze e Tecnologie Alimentari - Dipartimento di Scienze degli Alimenti e del Farmaco, Parma 2Dottore in Scienze e Tecnologie Alimentare - Dipartimento di Scienze degli Alimenti e del Farmaco, Parma 3Dottorando/a in Scienze degli Alimenti - Dipartimento di Scienze degli Alimenti e del Farmaco, Parma 4Professore Associato in Chimica degli Alimenti - Dipartimento di Scienze degli Alimenti e del Farmaco, Parma

LE CARATTERISTICHE DEI PRODOTTI REALIZZATI CON UNA MATERIA PRIMA QUASI SCOMPARSA THE CHARACTERISTICS OF PRODUCTS MADE FROM A STAPLE THAT HAS ALMOST DISAPPEARED

La canapa (Cannabis sativa subsp. sativa) è probabilmente la più antica pianta da fibra coltivata dall’uomo. Il periodo di massima espansione di questa coltura in Europa iniziò fra il XIV e il XV secolo, per poi proseguire per oltre 500 anni. In Italia era una coltura tradizionale che, a partire dagli ultimi decenni del XIX secolo, imboccò una fase di lento declino culminato negli anni ’70, quando scomparve completamente dal territorio del nostro Paese, anche per la concorrenza di altre fibre tessili naturali più economiche quali la juta o l’abaca e di fibre sintetiche (Bacci et al., 2007), nonché per limitare la diffusione di droghe illegali ricavate dai fiori (Farinon et al., 2020).

Il ritorno della farina di canapa

Di recente si è assistito, per diversi motivi, a un rinnovato interesse per le piante da fibra e, in particolare, per la canapa industriale (l’European Plant Variety Database ammette 89 varietà a contenuto di tetraidrocannabinolo <0,2%). Da un lato, a seguito della grande domanda di fibra, che si stima raddoppierà entro il 2050 in virtù dell’aumento della popolazione globale, dall’altro, per la crescente sensibilità in materia ambientale, cioè verso l’impiego di colture, come la canapa, che richiedono input energetici inferiori in fase di coltivazione rispetto alle piante legnose e ad altre piante erbacee. Dalla pianta della canapa si ottengono diversi semilavorati utilizzati in molteplici ambiti industriali. Tra questi, il seme rappresenta un prodotto secondario che, per le sue interessanti caratteristiche nutrizionali, può essere impiegato sia in ambito alimentare sia animale (Farinon et al., 2020). Dalla pressatura del seme, dopo la separazione dell’olio, si ottiene la farina del panello esausto di estrazione o,

LA FARINA DI CANAPA PRESENTA UN ELEVATO CONTENUTO PROTEICO E DI FIBRA

più semplicemente, la farina di canapa, che può essere usata come ingrediente strategico per il miglioramento del profilo nutrizionale degli alimenti (Farinon et al., 2020). La farina di canapa, infatti, oltre a conservare ancora parte dei lipidi (~9%), con un buon rapporto n-6/n-3, presenta un elevato contenuto proteico (~26%) e di fibra (~20%), e diversi composti fitochimici afferenti alla classe dei flavonoidi. Nell’ottica dell’attuazione di strategie volte ad accelerare la transizione ecologica, l’interesse verso l’impiego di queste materie prime come ingredienti in alimenti a elevata frequenza di utilizzo, come il pane e altri prodotti da forno, è ultimamente molto cresciuto. L’obiettivo di questo lavoro è pertanto finalizzato allo studio dell’effetto della farina di panello di canapa sulle caratteristiche chimiche, chimico-fisiche e sensoriali del pane durante la conservazione. Tale studio si inserisce all’interno del progetto CATERPILLAR, finanziato dalla regione Emilia Romagna, il cui scopo è valorizzare i prodotti secondari della filiera della canapa tessile.

Il modello dello studio

Per realizzare lo studio sono stati prodotti due batch di panificazione e in ognuno tre pani, confrontati con un pane di controllo (STD), nei quali è stata sostituita la farina di frumento con farina di canapa secondo tre livelli: 10% (pane H10), 15% (pane H15) e 25% (pane H25). I pani prodotti sono stati studiati per volume specifico (kg/L), sviluppo dell’alveolatura (% alveoli in classi dimensionali e % area nelle diverse classi dimensionali con analisi d’immagine ImageJ), attività dell’acqua (a_w, Aqualab 4TE a 25° C; crosta e mollica), contenuto d’acqua (g acqua/100 g prodotto, in stufa a 105° C fino a peso costante; crosta e mollica), acqua congelabi-

le (g acqua congelabile/100 g acqua con calorimetria a scansione differenziale DSC Q100, scansione da -80° C a 130° C a 5° C/min, picco da -20° C a 15° C; mollica), amilopectina retrogradata (J/g amido con DSC Q100, scansione da -80° C a 130° C a 5° C/min, picco da 50° C a 90° C), texture (durezza, coesività e springiness, test TPA, 40% di compressione, Texture Analyzer), colore (L*, a*, b*, ΔE, colorimetro Minolta 2600d), componente volatile (HS-SPME/ GC-MS) e accettabilità sensoriale (60 rispondenti, colore, aspetto generale, odore, gusto, consistenza e accettabilità complessiva). I parametri di caratterizzazione dello stato dell’acqua, amilopectina retrogradata e proprietà di texture sono stati studiati anche in un periodo di conservazione di 7 giorni.

I risultati

Il volume specifico del pane fresco è risultato significativamente maggiore in H10 e in H15 rispetto al controllo, mentre il campione H25 ha mostrato un volume specifico inferiore rispetto a tutti gli altri. Il volume specifico è relazionato allo sviluppo dell’alveolatura; infatti, H10 e H15 hanno presentato una percentuale più alta di area occupata da alveoli a classe dimensionale elevata (> 10 mm2), rispettivamente ~31% e ~30%, se confrontati con i campioni STD (~16%) e H25 (~9%). Anche per la durezza i campioni di pane fresco H10 e H15 hanno fatto registrare valori inferiori rispetto a STD e H25. La durezza è aumentata in tutti i campioni per tutta la durata di conservazione, ma non nello stesso modo. Il campione che ha registrato il maggiore aumento di durezza è stato STD, con un incremento del ~231%; il campione H25, invece, è stato quello con un minore incremento (~71%). La presenza di farina di canapa nei pani ha quindi diminuito l’incremento di durezza della mollica durante il periodo di shelflife considerato. Già diversi autori, riportando gli stessi effetti di miglioramento, avevano attribuito il beneficio all’effetto della componente lipidica addizionale veicolata dalla presenza della farina di canapa (Kandrokov et al., 2021; Wang et al., 2011). Un altro parametro studiato, molto importante per l’accettabilità del consumatore, oltre a volume specifico, sviluppo della pagnotta e consistenza, è stato il colore sia di crosta sia di mollica. I campioni di mollica di pane contenente farina di canapa sono apparsi più scuri (come conseguenza di variazioni dei parametri colorimetrici - una diminuzione di L*, un incremento di a* e una diminuzione di b*) rispetto al pane di controllo. La differenza

IL COLORE DI CROSTA E MOLLICA DEL PANE INFLUISCE SULLE SCELTE DEL CONSUMATORE

totale di colore tra i pani H10, H15 e H25 in confronto a STD è aumentata in modo proporzionale alla maggiore percentuale di sostituzione di farina di frumento con farina di canapa. Per ciò che concerne gli effetti della presenza di farina di canapa sulle interazioni tra l’acqua e gli altri componenti solidi del sistema, i componenti della farina di canapa hanno influenzato sia il valore di aw sia quello di acqua congelabile della mollica. L’aw della mollica del pane fresco è risultata significativamente maggiore nei pani sperimentali rispetto al pane STD. Anche il valore di acqua congelabile, che rappresenta la frazione di acqua in grado di congelare (nelle condizioni sperimentali di analisi), quindi più libera, è aumentato significativamente nei campioni H15 e H25; H10 ha invece mostrato valori inferiori al pane di controllo. Il cambiamento di tali parametri di caratterizzazio-

LA FARINA DI CANAPA PUÒ COSTITUIRE UN INGREDIENTE INTERESSANTE NEL PANE SENZA GLUTINE

ne dello stato dell’acqua per effetto della farina di canapa si deve al diverso modo in cui l’acqua interagisce con i componenti della matrice. In particolare, la riduzione del contenuto di amido e di glutine, l’aumento di contenuto proteico e di fibra nei pani sperimentali, hanno probabilmente contribuito a modificare le interazioni tra acqua e solidi. Con l’analisi calorimetrica è stato possibile misurare l’entità di retrogradazione dell’amilopectina (una delle due frazioni dell’amido) durante la conservazione. Il fenomeno di retrogradazione dell’amilopectina viene considerato uno dei fattori che contribuiscono al processo di invecchiamento del pane, che si manifesta già nei primissimi giorni dopo la sua produzione con un aumento della durezza e della sbriciolosità della mollica, in una parziale disidratazione della mollica e in una perdita di croccantezza della crosta. Nel tempo, sia nei campioni contenenti farina di canapa sia nel controllo, è stato osservata una crescita della retrogradazione dell’amilopectina, peraltro attesa, senza particolari differenze ascrivibili alla formulazione dei pani. Il profilo della componente volatile dei pani sperimentali è risultato più ricco di componenti esogene apportate dalla farina di panello di canapa (citrale, umulene, 1-pentanolo, 2-nonenale, 1-esanolo, 1-otten-3-olo, esanale), originate sia da metabolismi secondari della pianta, sia dall’ossidazione radicalica dell’acido linoleico (Shen et al., 2020), principale acido grasso del seme. La loro concentrazione era ampiamente inferiore rispetto a quella

delle componenti volatili originate durante le fasi di impastamento (ossidazione lipidica, es. nonanale, esanale), lievitazione (fermentazione, es. etanolo, 3-metil-1-butanolo) e cottura del pane (reazioni termiche, es. 2,3-dimetilpirazina, 2-etil-6-metilpirazina), lasciando supporre che il massivo apporto di quest’ultime potesse mascherare le note olfattive erbacee e pungenti tipiche di alcune molecole che caratterizzano la farina di canapa. Oltretutto, la concentrazione di esanale, marker di ossidazione lipidica che contribuisce a determinare la sgradevole sensazione di rancido (Shahidi e Pegg, 1994), non era significativamente diversa tra i campioni. Dalla valutazione sensoriale è emerso che tutti i campioni, compreso il controllo, non mostravano punteggi significativamente diversi per l’odore, confermando quanto precedentemente ipotizzato. Per colore, aspetto, sapore, consistenza e accettabilità complessiva, i campioni di pane sperimentale hanno ricevuto valutazioni più basse rispetto a STD, ma mai sotto la soglia di accettabilità (punteggio = 5). Il colore di tutti i campioni di pane sperimentale è stato valutato allo stesso modo, a indicare che il graduale cambiamento di colore non ha influenzato l’accettabilità di tale parametro. Inoltre, il sapore dei pani sperimentali, nonostante abbia fatto registrare punteggi positivi, è stato descritto dai valutatori tramite una sensazione di amaro in bocca che permaneva dopo la deglutizione.

E per il futuro?

Dallo studio effettuato si è potuto osservare che la farina di panello di canapa modifica le proprietà chimiche, chimico-fisiche e sensoriali del pane in cassetta. La valutazione di tutti i parametri suggerisce che il suo utilizzo nella formulazione di un pane dalle possibili migliori caratteristiche nutrizionali può essere vantaggioso, ma la percentuale di aggiunta non deve superare il 15%. Tuttavia, è bene ricordare che i risultati ottenuti in questo

studio sono dipesi fortemente dalla composizione della farina di canapa utilizzata, che può variare in funzione del tipo di processo utilizzato per estrarre l’olio. Ulteriori studi saranno necessari per indagare gli effetti di farina di canapa a diversa composizione sulla qualità del pane. Inoltre, la farina di canapa potrebbe rappresentare un ingrediente particolarmente interessante anche per formulazioni di pane senza glutine, dove il profilo nutrizionale si presenta generalmente di minore qualità rispetto alla formulazione di un pane in cassetta convenzionale.

Eleonora Carini, Andrea Di Fazio, Lorenzo Del Vecchio, Miriam Chiodetti, Martina Cirlini BIBLIOGRAFIA

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