I risultati di uno studio approfondito sugli impatti sulle proprietà fisico-chimiche, reologiche e microstrutturali nel caso dello yogurt magro arricchito.
La crescente incidenza di patologie legate a regimi alimentari ipercalorici – obesità, diabete e malattie cardiovascolari – ha stimolato la domanda di prodotti lattiero-caseari a ridotto contenuto di grassi. Secondo la formula di un'alimentazione equilibrata, il fabbisogno giornaliero di grassi dell'organismo umano è di 102 g; tuttavia, un’analisi dello stato dei macronutrienti mostra che questo valore è raddoppiato.
Tuttavia, la riduzione lipidica negli yogurt comporta tipicamente una perdita di corpo, viscosità, ritenzione idrica e gradevolezza sensoriale. Un approccio promettente consiste nell’impiego di proteine isolate del siero del latte (WPI), ingrediente ad alto valore nutrizionale e funzionale, in grado di migliorare le caratteristiche strutturali e funzionali. I produttori di yogurt a pasta dura devono spesso affrontare problemi di rottura del gel e di distacco del siero poiché questo tipo di yogurt viene fermentato nella sua confezione commerciale. La tendenza più diffusa per superare queste sfide è l’utilizzo di latte modificato con latte scremato in polvere (SMP). La sostituzione del latte con prodotti lattiero-caseari in polvere può consentire di ottenere uno yogurt magro con la stessa viscosità e minore sineresi, per soddisfare i consumatori a un costo industriale inferiore.
Le proteine del latte (composte per l’80% da caseina e per il 20% da proteine del siero del latte) sono componenti essenziali dei prodotti lattiero-caseari e caratterizzate dalle loro proprietà multifunzionali. Questi componenti possono sostituire i grassi o migliorare la struttura degli yogurt magri grazie alle loro proprietà texturizzanti uniche. L’aggiunta di concentrato di proteine del siero del latte (WPC) e isolato di proteine del siero del latte (WPI) ha migliorato la capacità di legare l’acqua o di trattenere l’acqua (WHC), la schiumosità, la gelificazione e le proprietà emulsionanti nei sistemi alimentari.
I prodotti proteici del siero del latte sono stati utilizzati come ingredienti in un’ampia gamma di applicazioni alimentari grazie alle loro elevate proprietà nutrizionali, biologiche e funzionali uniche. Le proteine del siero del latte presentano diverse proprietà prestazionali simili ai grassi e possono essere utilizzate come sostituti dei grassi. La microstruttura dello yogurt è stata ampiamente studiata utilizzando la microscopia elettronica a scansione (SEM) e la microscopia elettronica a trasmissione.
La microscopia elettronica mostra che lo yogurt è costituito da una rete di micelle di caseina che si associano a formare una struttura gelatinosa. Questa rete proteica presenta spazi interstiziali che contengono la fase liquida e spazi vuoti più ampi contenenti batteri starter. La struttura della matrice proteica varia a seconda del contenuto proteico, del trattamento termico della miscela e della presenza o assenza di grasso del latte, agenti addensanti (stabilizzanti) ed esopolisaccaridi batterici.
Materiali e metodi
Lo studio “Non-Fat Yogurt Fortified with Whey Protein Isolate: Physicochemical, Rheological, and Microstructural Properties” di Mahmood A. Hashim, Liudmila A. Nadtochii, Mariam B. Muradova, Alena V. Proskura, Khalid A. Alsaleem e Ahmed R. A. Hammam ha previsto la produzione di yogurt a partire da latte scremato in polvere, sostituito parzialmente con WPI a 3, 5, 7 e 9% sul totale dei solidi, mantenuti costanti al 14%. Sono stati preparati anche due campioni di controllo: yogurt intero (latte intero in polvere) e yogurt magro (senza aggiunta di WPI).
Le prove sperimentali hanno considerato parametri chimico-fisici, reologici, microstrutturali e sensoriali. In particolare, sono stati analizzati viscosità, capacità di ritenzione idrica (WHC), consistenza, comportamento sotto sforzo di taglio e microstruttura tramite microscopia elettronica a scansione (SEM).
I risultati
Viscosità e capacità di ritenzione idrica
L’aggiunta di WPI ha determinato un incremento progressivo della viscosità degli yogurt magri, grazie alla formazione di complessi caseina-sieroproteine durante il trattamento termico. Parallelamente, la WHC è aumentata fino al 50% nei campioni con WPI, riducendo il fenomeno della sineresi.
Consistenza e reologia
L’incremento della quota di WPI ha ridotto la fermezza del gel: lo yogurt magro non arricchito presentava la massima consistenza (414 g), mentre quello con 9% di WPI la minima (180 g).
Dal punto di vista reologico, tutti i campioni hanno mostrato un comportamento shear-thinning. Gli yogurt con 5-7% WPI hanno raggiunto valori di viscosità e resistenza allo sforzo di taglio paragonabili al controllo intero, dimostrando che il WPI può simulare la funzione strutturale di globuli di grasso.
Microstruttura
Le immagini SEM hanno evidenziato che la sostituzione con WPI porta alla formazione di reti proteiche più dense e compatte rispetto agli yogurt magri di controllo, con una distribuzione più omogenea delle micelle di caseina. Questo effetto è attribuibile alle interazioni tra β-lattoglobulina e к-caseina.
Proprietà sensoriali
Dal punto di vista organolettico, gli yogurt con 3-5% di WPI hanno ricevuto i punteggi più elevati con caratteristiche sensoriali vicine a quelle dello yogurt intero. Al contrario, concentrazioni più elevate (7-9%) hanno reso il prodotto eccessivamente viscoso e meno gradito ai degustatori
Conclusioni
L’isolato proteico del siero rappresenta un ingrediente naturale ed economicamente interessante per migliorare le prestazioni degli yogurt magri e senza grassi. La sostituzione di WPI con SMP nelle miscele di yogurt ha prodotto gel di yogurt con elevata rigidità, elevata WHC e una struttura più accettabile. Queste condizioni hanno contribuito a creare una complessa rete di gel che coinvolge numerose particelle aggreganti, nonché ad aumentare il numero e la resistenza dei punti di contatto, responsabili della rigidità del gel e della resistenza alla deformazione. L’incorporazione di WPI si è rivelata di particolare importanza per sostituire i grassi e migliorare la struttura degli yogurt magri per quanto riguarda le loro proprietà di consistenza. Questo studio suggerisce che la sostituzione delle proteine del latte con l’aggiunta di WPI negli yogurt magri e scremati ne ha migliorato la qualità, ma ciò dipende dal miglioramento della consistenza e delle caratteristiche fisiche. Pertanto, gli yogurt compatti fortificati con WPI si sono dimostrati più morbidi e subiscono meno sineresi rispetto agli yogurt di controllo. I WPI possono essere considerati un valore aggiunto nella produzione di yogurt.
di Diletta Gaggia
Abstract DOI: 10.3390/foods10081762
La domanda di prodotti a basso contenuto di grassi e senza grassi è recentemente aumentata a causa dei problemi di salute, come obesità, diabete e malattie cardiovascolari, derivanti da prodotti ad alto contenuto di grassi. Tuttavia, la riduzione dei grassi può influire negativamente sulla qualità dei prodotti. L’obiettivo dello studio è esplorare il potenziale delle proteine isolate del siero del latte (WPI) nel migliorare la qualità dello yogurt scremato preparato con latte scremato in polvere (SMP). Le miscele per yogurt (standardizzate al 14% di solidi totali) sono state formulate utilizzando SMP come base per il latte arricchita con WPI. L’SMP è stato sostituito da WPI nelle miscele per yogurt in percentuali del 3, 5, 7 e 9%. Yogurt intero e scremato a pasta dura sono stati preparati rispettivamente con latte intero e latte scremato, come controlli. Gli yogurt sono stati fermentati a 43°C per ottenere un pH di 4,6 e conservati a 4°C per il giorno successivo. Sono state studiate la consistenza, la microstruttura, le caratteristiche reologiche e le proprietà sensoriali dei campioni di yogurt. L’aggiunta di WPI ha aumentato la capacità di ritenzione idrica al 50% rispetto al controllo magro. Ciò ha migliorato le proprietà reologiche, mentre la viscosità dello yogurt è aumentata in modo direttamente proporzionale all’aumento del WPI. La consistenza dello yogurt è risultata inversamente proporzionale all’aumento del WPI, che ha portato a una consistenza di 180 g quando è stato aggiunto il 9% di WPI alle formulazioni di yogurt magro. La microstruttura degli yogurt è migliorata con l’aggiunta di WPI. Lo yogurt magro incorporato con il 3 e il 7% di WPI presentava caratteristiche sensoriali e di consistenza paragonabili allo yogurt intero. Il WPI può essere utilizzato come sostituto dei grassi per sviluppare yogurt magro con le caratteristiche desiderate. Il WPI può essere un ingrediente naturale ed economico per la produzione di prodotti lattiero-caseari fermentati magri e senza grassi.
