5 Applicazione dell’inulina come sostituto del grasso

La presenza del grasso nei prodotti caseari gioca un ruolo importante nelle loro proprietà fisiche, reologiche e testuali (Barclay et al., 2010; Brennan & Tudorica, 2008; Dave, 2012). Il grasso, oltre al suo significato nutrizionale nel formaggio, contribuisce alle proprietà sensoriali e funzionali dei prodotti lattiero-caseari (Miočinović et al., 2011), Tuttavia, i consumatori richiedono sempre più alimenti con proprietà dietetiche e funzionali, come quelli con poche calorie, pochi o ridotti grassi e benefici per la salute (Gonzalez-Tomás, Coll-Marqués, & Costell, 2008). Inoltre, i piani alimentari a basso contenuto di grassi sono stati raccomandati per la perdita e il mantenimento del peso (Carmichael, Swinburn, & Wilson, 1998; Peterson, Sigman-Grant, Eissenstat, & Kris-Etherton, 1999). D’altra parte, c’è un’opinione diffusa che gli alimenti a basso o ridotto contenuto di grassi siano meno desiderabili perché hanno scarse qualità organolettiche (Hamilton, Knox, Hill, & Parr, 2000; McEwan & Sharp, 2000). Ci sono alcune recensioni su applicazioni specifiche e potenziali effetti dei sostitutivi del grasso (Akoh, 1998; Ognean, Darie, & Ognean, 2006).

La sfida di usare i sostitutivi del grasso nel formaggio mantenendo le stesse proprietà funzionali e organolettiche dei formaggi pieni ha attirato grande attenzione (Kebary, Salem, El-Sonbaty, & El-Sissey, 2002). La rimozione del grasso dal formaggio provoca difetti reologici, testuali, funzionali e sensoriali come consistenza gommosa, mancanza di sapore, amarezza, off-flavor, scarsa fusibilità e colore indesiderato (Mistry, 2001; O’Connor & O’Brien, 2011). Non è facile fare formaggi a basso contenuto di grassi o senza grassi con proprietà desiderabili (Fadaei et al., 2012). Quando il contenuto di grassi diminuisce, la matrice proteica diventa più compatta e la consistenza del formaggio è più gommosa. Quando gli ingredienti grassi vengono ridotti nelle formulazioni alimentari, sono spesso necessari altri ingredienti per adempiere al suo ruolo funzionale nel mantenimento delle qualità organolettiche (Mattes, 1998). Una strategia proposta per migliorare il sapore e la consistenza del formaggio a basso contenuto di grassi è l’uso di sostituti dei grassi (Sandrou & Arvantoyannis, 2000). La Commissione del Codex sul commercio internazionale ha fissato un limite massimo del 50% di riduzione del grasso da una varietà di riferimento perché un formaggio possa essere etichettato come a basso contenuto di grassi (FAO/WHO, 2008). In Europa, il formaggio può essere etichettato come a ridotto contenuto di grassi quando la riduzione del contenuto di grassi è almeno del 30% rispetto a un prodotto simile (EU, 2006). Negli Stati Uniti, un formaggio a ridotto contenuto di grassi richiede almeno una riduzione del 25% del livello di grassi rispetto al livello tradizionale della varietà di riferimento. L’inulina è ampiamente utilizzata come agente testurizzante negli alimenti a basso contenuto di grassi, in particolare nell’Unione europea e sempre più negli Stati Uniti e in Australia (Devereux et al., 2003).

L’inulina sembra particolarmente adatta a sostituire i grassi nei formaggi a basso contenuto di grassi, in quanto può contribuire a migliorare la sensazione in bocca (Meyer et al., 2011). La proprietà di sostituzione del grasso dell’inulina si basa sulla sua capacità di stabilizzare la struttura della fase acquosa, che crea una migliore cremosità (Ibrahim, Mehanna, & Gad El-Rab, 2004). Una sensazione cremosa in bocca si ottiene quando l’inulina viene utilizzata come sostituto del grasso nei prodotti lattiero-caseari grazie alle sue interazioni con le proteine del siero di latte e il caseinato (Bot, Erle, Vreeker, & Agterof, 2004; Karaca, Güven, Yasar, Kaya, & Kahyaoglu, 2009). L’inulina ad alte prestazioni (HP) con catena lunga e alto peso molecolare è la più desiderabile come sostituto del grasso. Le catene più lunghe riducono la solubilità dei fruttani di tipo inulina e portano alla formazione di microcristalli di inulina quando vengono mescolati con acqua o latte; questi microcristalli non sono percepibili in modo discreto e hanno una sensazione in bocca liscia e cremosa. L’inulina HP ha un DP medio di 25 e una distribuzione molecolare che va da 11 a 60. Così, gli zuccheri residui così come gli oligomeri sono stati rimossi. La proprietà grasso-mimetica dell’inulina HP è doppia rispetto all’inulina standard, mentre non ha dolcezza (Niness, 1999). I diversi attributi funzionali dell’inulina e dell’oligofruttosio sono dovuti alla differenza nella lunghezza della loro catena. Come notato in precedenza, a causa della sua catena più lunga, l’inulina è meno solubile dell’oligofruttosio, e ha la capacità di formare microcristalli di inulina quando viene tosata in acqua o nel latte. L’inulina è stata quindi utilizzata con successo per sostituire il grasso nei prodotti lattiero-caseari (Kaur & Gupta, 2002), soprattutto nei formaggi (Salvatore et al., 2014). Le lunghe catene di inulina formano microcristalli (cristalli sub-micron insolubili) che interagiscono tra loro formando piccoli aggregati nella fase acquosa (Franck, 2002; Guggisberg et al., 2009). Causano una consistenza liscia e cremosa attraverso l’incapsulamento di una grande quantità di acqua (Bot et al., 2004). L’inulina può anche formare parti della rete strutturale delle proteine complessandosi con gli aggregati proteici (Kip, Meyer, & Jellema, 2006).

Koca e Metin (2004) hanno considerato la possibilità di ottenere un formaggio kashar fresco a basso contenuto di grassi con una riduzione del 70% dei grassi utilizzando l’inulina a catena lunga. Hanno riferito che il loro formaggio di controllo a basso contenuto di grassi, grazie al suo alto contenuto proteico, era significativamente più duro, più elastico, più gommoso e più masticabile del formaggio di controllo a pieno contenuto di grassi. Il grasso rompe la matrice proteica e agisce come lubrificante per fornire una consistenza più morbida (Koca & Metin, 2004). È stato dimostrato che l’aggiunta del 5% di inulina al formaggio a basso contenuto di grassi ha portato a una durezza significativamente inferiore rispetto al formaggio di controllo a basso contenuto di grassi, ma leggermente superiore a quella del formaggio di controllo a pieno contenuto di grassi. Questo effetto di ammorbidimento potrebbe essere attribuito sia al maggiore rapporto tra umidità e proteine, sia all’aumento del volume di riempimento, che diminuisce la quantità di matrice proteica. In generale, l’inulina ha migliorato la consistenza del formaggio fino al 30° giorno di conservazione, ma ne ha ridotto la durata di conservazione (Koca & Metin, 2004). La capacità dell’inulina come sostituto del grasso non è solo legata alla modifica del comportamento reologico o dello spessore o della durezza del prodotto, ma anche ai cambiamenti di altri attributi del gusto, come la cremosità o la morbidezza (Meyer et al., 2011). Quando l’inulina viene aggiunta agli alimenti in basse concentrazioni, le proprietà reologiche e la qualità sensoriale del prodotto non saranno fortemente influenzate a causa del sapore neutro o leggermente dolce dell’inulina e del suo effetto limitato sulla viscosità (Kalyani et al., 2010). Per ottenere prodotti a basso contenuto di grassi con una reologia e uno spessore vicini a quelli dei prodotti integrali, sono necessarie concentrazioni di inulina superiori a quelle necessarie per imitare semplicemente la loro cremosità o morbidezza (Meyer et al., 2011). Fadaei et al. (2012) hanno studiato le caratteristiche chimiche del formaggio cremoso a basso contenuto di grassi senza latte contenente inulina come sostituto del grasso. Non è stata trovata alcuna differenza significativa nei valori di pH e sale dei formaggi cremosi. Hanno indicato che una proporzione di inulina del 10% era sufficiente per ottenere un formaggio cremoso a basso contenuto di grassi con caratteristiche chimiche vicine a quelle del formaggio cremoso ad alto contenuto di grassi che non contiene inulina. Hanno anche riferito che l’inulina ha un’eccellente capacità di legare l’acqua che inibisce la sineresi nelle creme e nei formaggi freschi (Fadaei et al., 2012). Ci si aspetta che l’inulina a catena lunga rispetto a quella a catena corta abbia una notevole capacità di legare/ritenere l’acqua e la capacità di prevenire la sineresi. Wadhwani (2011) ha condotto diversi studi preliminari per selezionare il tipo di fibra più efficiente tra quattro fibre – inulina, pectina a bassa metossi, polidestrosio e amido resistente – per migliorare la qualità della mozzarella a basso contenuto di grassi e dei formaggi cheddar. I risultati dei loro studi preliminari hanno indicato che l’inulina aveva un’efficacia migliore nei sistemi di formaggio rispetto alle altre tre fibre. Hanno anche scoperto che l’incorporazione dell’inulina ha portato a un miglioramento della consistenza del formaggio a basso contenuto di grassi, diminuendo la durezza e la gommosità e mantenendo la coesione, l’adesività e l’elasticità (Wadhwani, 2011). Salvatore et al. (2014) hanno valutato l’effetto della sostituzione del grasso con il 2, 3 e 7% di inulina a catena lunga (DP > 23) sulle proprietà testuali e microstrutturali di un formaggio fresco di latte caprino. Utilizzando la microscopia elettronica a scansione e la penetrometria, è stato dimostrato che i campioni di formaggio contenenti inulina avevano una struttura più aperta rispetto al formaggio intero a causa della diminuzione della distribuzione del grasso nella matrice delle proteine. Il posizionamento dell’inulina nella rete di caseina appariva come strutture incorporate nel sistema di gel e le cui dimensioni aumentavano con una maggiore concentrazione di inulina nel formaggio. L’inulina interrompe la rete di caseina, provocando un effetto di ammorbidimento, che aumenta con l’aumentare dei livelli di inulina in sostituzione del grasso. Secondo i loro risultati, i campioni contenenti inulina erano caratterizzati da valori più bassi per la forza di compressione, rigidità, viscosità e adesività (Salvatore et al., 2014). Nel complesso, gli studi hanno dimostrato che l’effetto della sostituzione del grasso sulla struttura del formaggio dipende dalla natura del grasso sostituito (Lobato-Calleros, Vernon-Carter, & Hornelus-Uribe, 1998).